Британдық композиттік танк бронясы: Чобхэм қорғанысы

Кіріспе

Британдық жасалған композиттік танк бронясы

Chobham бронясы – 1960 жылдары Чертсидегі Чобхэм Лейн көшесінде орналасқан британдық танкты зерттеу орталығы – Әскери көліктер және инженерлік мекемеде әзірленген композиттік броняның ресми емес атауы. Кейіннен бұл атау композиттік керамикалық көлік бронясының жалпылама атауына айналды. Chobham бронясына ресми емес түрде Burlington және Dorchester аттары да берілген. Арнайы броня – бұл кең ауқымды ресми емес термин, ол Chobham бронясын қоса, кез келген бронь құрамына кіретін сэндвич тәрізді реактивті пластиналарды қамтиды. Қорғаныс министрлігінде (ҚМ) Chobham әдетте жарылғыш реактивті бронь және керамикалық композиттерге қатысты, ал Dorchester көбінесе қосымша бронь жиынтықтарын, негізінен жарылғыш реактивті бронь мен аралық броньды білдіреді, бірақ бұл атаулар күнделікті қолданыста жиі шатастырылады. Chobham бронясының құрылымдық егжей-тегжейі құпия болып қала берсе де, ол металл каркасқа орнатылған керамикалық плиткалардан, сондай-ақ тіреуіш пластинаға және бірнеше серпімді қабаттарға жабыстырылғаннан тұрады деп сипатталады. Қолданылатын керамиканың жоғары қаттылығының арқасында, ол жоғары жарылғыштан қарсы (HEAT) оқ-дәрілер сияқты нысаналы зарядтарға қарсы жоғары төзімділікті қамтамасыз етеді және кинетикалық энергияны тесіп өтетін снарядтарды қиратады. Бұл броня алғаш рет британдық FV4211 прототипін әзірлеу кезінде сынақтан өтті және алғаш рет американдық M1 шараптарында қолданылды. M1 Abrams, Challenger 1, Challenger 2 және K1 88 танктері ғана осы бронямен жабдықталғаны белгілі. Керамиканы ұстап тұратын каркас әдетте үлкен блоктарда жасалады, бұл танктерге, әсіресе олардың мұнараларына ерекше бұрышты пішін береді.

Қорғау қасиеттері

Керамиканың жоғары қаттылығына байланысты, плиткалар пішінделген зарядтық ұшқындарға қарсы жоғары төзімділікті қамтамасыз етеді және кинетикалық энергияны өткізгіштерді (КЭ өткізгіштерді) жояды. (Ұнтақталған) керамика кез келген өткізгіштің бетін қатты тоздырады. Жеңіл снарядтарға қарсы плиткалардың қаттылығы жарылу саңылау эффектісін тудырады: белгілі бір жылдамдық диапазонындағы (саңылау) жоғары жылдамдық тереңдеуге әкелмейді, керісінше снарядты жояды. Керамиканың өте сынғыш болуына байланысты, пішінделген зарядтық ұшқыштың кіретін арнасы металлға енгендегідей тегіс емес, керісінше, ұшқыштың геометриясын бұзатын және оның тегілу қабілетіне (өте маңызды) әсер ететін тегіс емес болады, себебі оның массасы салыстырмалы түрде төмен. Бұл жағдай виртуалды шеңберді тудырады, өйткені бұзылған ұшқыр керамикада одан да үлкен бұзылуларға себеп болады, соңында ол жеңіледі. Жаңа композиттер, мықтырақ болғанымен, бұл эффектіні жақсартады, себебі олардан жасалған плиткаларға осыған қолайлы ішкі құрылым тән, бұл «жарықтардың бұрылуына» әкеледі. Бұл механизм ұшқыштың өзінің энергиясын қарсы пайдаланады, бұл Chobham эффектісін реактивті броньмен салыстыруға мүмкіндік береді. Бұл жарылмастан реактивті броньде қолданылатын эффектімен шатастырылмауы керек: инертті, бірақ жұмсақ серпімді материалды, мысалы, резеңкені, екі бронь плитасының арасына орналастыру. Пішінделген зарядтық ұшқырдың немесе броньды тесуге арналған ұзын стерженьтің (КЭ) әсерінен кейін, бірінші қабат тесілгеннен кейін және резеңке қабатына енген кезде, резеңке деформацияланып, кеңейеді, соның салдарынан алдыңғы және артқы плиталар деформацияланады. Екі шабуыл түрі де күтілген жолдарынан ауытқиды, нәтижесінде номиналдыдан қалың броньқа тап болады, бұл тегілуді азайтады. Сондай-ақ, стерженьтің тегілуі кезінде деформациядан туындаған көлденең күш стерженьдің сынуына, иілуіне немесе жолының өзгеруіне әкелуі мүмкін, бұл тағы да тегілуді азайтады. Chobham бронясының барлық нұсқаларында үлкен көлемдегі энергетикалық емес реактивті бронь (NERA) плиталары бар, NERA-ның алдында қатты бронь орналасқан (NERA элементтерін қорғау және NERA-ға тап болғанға дейін өткізгішке кедергі келтіру үшін) және/немесе NERA-ның артында (алдыңғы плита мен NERA-дан сынғаннан немесе бұзылғаннан кейін ұзын стерженьдердің немесе HEAT ұшқыштарының сынықтарын ұстау үшін). Бұл плита тәрізді немесе үшбұрышты мұнараны қолдауға қолайлы фактор, себебі кеңейтілген плиталар шабуыл бағытына жақын орналасқанда, шабуыл бағытына параллельге жақын орналасқанда, шабуыл жолындағы материалдың көлемі артады. Бүгінгі күнге дейін Chobham бронясымен қорғалған бірнеше танктар жаудың отынан жеңіліп қалған жоқ; Chobham бронясының қорғаныш қасиеттерін анықтау үшін жоғалған танктардың жекелеген жағдайларының маңыздылығын анықтау қиын, себебі мұндай танктардың керамикалық модульдермен қорғалғандығы туралы ақпарат жасырын. 2003 жылы екінші Ирак соғысы кезінде Challenger 2 танкы Басрада ирактық күштермен шайқас кезінде арықта қалып қойды. Экипаж көп сағат бойы қауіпсіз болды, Burlington LV2 композиттік бронясы оларды жаудың отынан, соның ішінде бірнеше реактивті гранаталардан қорғады.

Due to the extreme hardness of the ceramics used, the tiles offer superior resistance against a shaped charge jet and they shatter kinetic energy penetrators (KE penetrators). The (pulverised) ceramic also strongly abrades any penetrator. Against lighter projectiles, the hardness of the tiles causes a shatter gap effect: a higher velocity will, within a certain velocity range (the gap), not lead to a deeper penetration but destroy the projectile instead. Because the ceramic is so brittle, the entrance channel of a shaped charge jet is not smooth—as it would be when penetrating a metal—but ragged, causing extreme asymmetric pressures which disturb the geometry of the jet (on which its penetrative capabilities are critically dependent) as its mass is relatively low. This initiates a vicious circle as the disturbed jet causes still greater irregularities in the ceramic, until in the end it is defeated. The newer composites, though tougher, optimise this effect as tiles made with them have a layered internal structure conducive to it, causing "crack deflection". This mechanism, using a jet's own energy against it, has caused the effects of Chobham to be compared to those of reactive armour. This should not be confused with the effect used in non explosive reactive armour: that of sandwiching an inert but soft elastic material such as rubber, between two armour plates. The impact of either a shaped charge jet or armour piercing fin stabilized discarding sabot (APFSDS) kinetic energy (KE) long rod penetrators, after the first layer has been perforated and while the rubber layer is being penetrated will cause the rubber to deform and expand, so deforming both the back and front plates. Both attack methods will suffer from obstruction to their expected paths, so experiencing a greater thickness of armour than there is nominally, thus lowering penetration. Also for rod penetrations, the transverse force experienced due to the deformation may cause the rod to shatter, bend, or only change its path, again lowering penetration. All versions of Chobham armour have incorporated a large volume of non energetic reactive armour (NERA) plates, with added hard armour ahead of the NERA (intended to protect the NERA elements and disrupt the penetrator before it encounters the NERA) and/or behind the NERA (intended to catch the fragments of long rods or HEAT jets after they have been fractured or disrupted by the front plate and NERA. This is another factor favouring a slab sided or wedge like turret: the amount of material the expanding plates push into the path of an attack increases as they are placed closer to parallel to the direction of that attack. To date, few Chobham armour protected tanks have been defeated by enemy fire in combat; the relevance of individual cases of lost tanks for determining the protective qualities of Chobham armour is difficult to ascertain as the extent to which such tanks are protected by ceramic modules is undisclosed. During the second Iraq war in 2003, a Challenger 2 tank became stuck in a ditch while fighting in Basra against Iraqi forces. The crew remained safe inside for many hours, the Burlington LV2 composite armour protecting them from enemy fire, including multiple rocket propelled grenades.

Құрылымы

Керамикалық плиткалар бірнеше рет соққыға төтеп беру мүмкіндігінде мәселелі, себебі олар қорғаныс қасиеттерін тез жоғалтады, тікелей соққыларға қарсы тұру қабілеті төмендейді. Бұл әсерді азайту үшін плиткалардың өлшемі ең кішкентай болуы тиіс, бірақ матрица элементтерінің ең төменгі практикалық қалыңдығы шамамен 25 мм (шамамен бір дюйм) құрайды, ал плиткалармен жабылатын ауданның арақатынасы қолайсыз болады, сондықтан практикалық шек шамамен он сантиметр (шамамен төрт дюйм) диаметрге дейін жетеді. Кішкентай алтыбұрышты немесе төртбұрышты керамикалық плиткалар матрицаға екі жолмен орналастырылады: жылытылған матрицаға изостатикалық қысыммен басу арқылы немесе эпоксидтік шайырмен жабыстыру арқылы. 1990 жылдардың басынан бері плиткаларды матрицасымен тұрақты қысымда ұстау кинетикалық тесіп өтушілерге қарсы олардың төзімділігін едәуір арттыратыны белгілі болды, бірақ бұл жабысқыштарды қолданғанда қол жеткізу қиын. Матрицаның артында керамикалық плиткаларды нығайту және кинетикалық соққыдан металл матрицаның деформациясын болдырмау үшін пластина болуы керек. Әдетте, артқы пластинаның массасы композиттік матрицаның жартысына тең. Бұл құрастырма иілгіш қабаттарға бекітіледі. Олар соққының күшін аздап жұтады, бірақ негізгі қызметі – композиттік матрицаның қызмет ету мерзімін тербелістерден қорғау арқылы ұзарту. Қол жетімді кеңістікке байланысты бірнеше құрастырманы бір-біріне орналастыруға болады, бұл броньды модульді, ауыстырылатын және әр түрлі тактикалық жағдайларға бейімделетін етеді. Типикалық құрастырманың қалыңдығы бүгін шамамен бес-алты сантиметрді құрайды. Ертедегі құрастырмалар, ену тереңдігін (DOP) анықтауға арналған матрицалар, қалың болды. Керамиканың қорғаныс қасиеттеріндегі интерфейстік бұзушылық компоненті болаттық броньге қарағанда әлдеқайда жоғары. Бірнеше жұқа матрицаларды қолдану бүкіл бронь жиынтығы үшін осы компонентті ұлғайтады, бұл әсер қазіргі кеңестік танктердің глацистерінде қолданылатын жоғары қаттылықтағы және жұмсақ болат қабаттарының кезектесуіне ұқсас. Керамикалық плиткалар көлбеу броньдан аз немесе ешқандай пайда алмайды, себебі оларда ауыр тесіп өтушілерді айтарлықтай бұруға жеткілікті беріктік жоқ. Шындығында, бір рет атылған оқ көптеген плиткаларды жарықшақтандыра алатындықтан, матрицаның орналасуы тікелей соққыға түсу ықтималдығын арттыру үшін таңдалады, бұл дәстүрлі бронь үшін бұрынғы қажеттілікке керісінше. Керамикалық бронь тік орналастырылғанда, көлбеу орналастырылғаннан гөрі, белгілі бір аудандық тығыздық үшін тіпті жақсы қорғаныс ұсынады, себебі жарықшақтар пластинаның бетіне перпендикуляр бағытта таралады. Шобам броньын пайдаланатын танктердің мұнаралары дөңгелек пішіндес емес, көбінесе плита тәрізді болып келеді. Артқы пластина соққы энергиясын керамикалық плиткаға кеңірек конус түрінде қайтарады. Бұл энергияны таратып, керамиканың жарылуын шектейді, бірақ сонымен бірге үлкенірек аумақ зақымданады. Кернеуленген энергиядан туындаған жарықшақтарды керамика бетіндегі жұмсақ графит қабатымен азайтуға болады, ол энергияны металл бет пластинасы сияқты күшті кері қайтармай сіңіреді. Қысымда ұсталған плиткалар соққыдан әлдеқайда аз зардап шегеді, сондықтан олар үшін плитканы перпендикулярлы қысымға түсіретін металл бет пластинасы болуы тиімді. Бұл жағдайда керамикалық плитка металл бет пластинасын нығайтады, бұл қалыпты жағдайдың керісінше. Керамикалық броньта біртіндеп технологиялық даму орын алды: керамикалық плиткалар, өзі аз энергиялы соққыларға осал, алдымен оларды артқы пластинаға жабыстыру арқылы күшейтілді; 1990 жылдары олардың кедергісі екі осі бойынша қысым жасау арқылы арттырылды; соңғы кезеңде соққыға төзімділікті оңтайландыру үшін үшінші қысым осі қосылды. Керамикалық өзекті шектеу үшін дәстүрлі өңдеу және дәнекерлеуге қосымша, бірнеше озық техникалар қолданылады, соның ішінде өзектің айналасындағы суспензия материалдарын ақтау, балқытылған металлды өзектің айналасына құю және балқытылған металлды керамикалық плиткаға бүрку. Бұл құрастырма танк мұнарасының немесе корпусының сыртқы және ішкі қабырғаларымен құралған қабықтың ішінде орналасады, ішкі қабырғасы қалың болады.

Ceramic tiles have a multiple hit capability problem in that they cannot sustain successive impacts without quickly losing much of their protective value. To minimise the effects of this the tiles are made as small as possible, but the matrix elements have a minimal practical thickness of about 25 mm (approximately one inch), and the ratio of coverage provided by tiles would become unfavourable, placing a practical limit at a diameter of about ten centimetres (approximately four inches). The small hexagonal or square ceramic tiles are encased within the matrix either by isostatically pressing them into the heated matrix, or by gluing them with an epoxy resin. Since the early 1990s it has been known that holding the tiles under constant compression by their matrix greatly improves their resistance to kinetic penetrators, which is difficult to achieve when using glues. The matrix has to be backed by a plate, both to reinforce the ceramic tiles from behind and to prevent deformation of the metal matrix by a kinetic impact. Typically the backing plate has half of the mass of the composite matrix. The assemblage is again attached to elastic layers. These absorb impacts somewhat, but their main function is to prolong the service life of the composite matrix by protecting it against vibrations. Several assemblages can be stacked, depending on the available space; this way the armour can be made modular, to be replaceable, and more adaptable to varied tactical situations. The thickness of a typical assemblage is today about five to six centimetres. Earlier assemblages, so called depth of penetration (DOP) matrices, were thicker. The relative interface defeat component of the protective value of a ceramic is much larger than for steel armour. Using a number of thinner matrices again enlarges that component for the entire armour package, an effect analogous to the use of alternate layers of high hardness and softer steel, which is typical for the glacis of modern Soviet tanks. Ceramic tiles draw little or no advantage from sloped armour as they lack sufficient toughness to significantly deflect heavy penetrators. Indeed, because a single glancing shot could crack many tiles, the placement of the matrix is chosen so as to optimise the chance of a perpendicular hit, a reversal of the previous desired design feature for conventional armour. Ceramic armour normally even offers better protection for a given areal density when placed perpendicularly than when placed obliquely, because the cracking propagates along the surface normal of the plate. Instead of rounded forms, the turrets of tanks using Chobham armour typically have a slab sided appearance. The backing plate reflects the impact energy back to the ceramic tile in a wider cone. This dissipates the energy, limiting the cracking of the ceramic, but also means a more extended area is damaged. Spalling caused by the reflected energy can be reduced by a malleable thin graphite layer on the face of the ceramic absorbing the energy without making it strongly rebound again as a metal face plate would. Tiles under compression suffer far less from impacts; in their case it can be advantageous to have a metal face plate bringing the tile also under perpendicular compression. The confined ceramic tile then reinforces the metal face plate, a reversal of the normal situation. A gradual technological development has taken place in ceramic armour: ceramic tiles, in themselves vulnerable to low energy impacts, were first reinforced by gluing them to a backplate; in the nineties their resistance was increased by bringing them under compression on two axes; in the final phase a third compression axis was added to optimise impact resistance. To confine the ceramic core several advanced techniques are used, supplementing the traditional machining and welding, including sintering the suspension material around the core; squeeze casting of molten metal around the core and spraying the molten metal onto the ceramic tile. The whole is placed within the shell formed by the outer and inner wall of the tank turret or hull, the inner wall being the thicker.

Материал

Жылдар бойы жаңа және берік композиттер жасалды, олар бастапқы таза керамиканың қорғаныс деңгейін бес есеге дейін арттырды, ал олардың ең жақсылары бірдей салмақтағы болат пластинадан бес есе тиімді болды. Бұл көбінесе бірнеше керамикалық материалдардың қоспасы немесе металл матрицалық композиттер, олар металл матрицасы ішінде керамикалық қосылыстарды біріктіреді. Соңғы жетістіктер көміртекті нанотүтіктерді пайдалану арқылы беріктікті одан әрі арттыруға мүмкіндік береді. Мұндай броняға арналған коммерциялық түрде өндірілген немесе зерттелген керамикалардың қатарында бор карбиді бар. Кремний карбиді бор карбидіне қарағанда ірі снарядтардан қорғануға жақсырақ, себебі соңғы материал 850 м/с жылдамдықпен келе жатқан снарядтың соққысынан фазалық құлдырауға ұшырайды. Керамика қысымсыз немесе ыстық престеу арқылы жасалуы мүмкін. Жоғары тығыздық қажет, сондықтан соңғы өнімде қалдық кеуектілікті барынша азайту керек. Титан қорытпасын қолданатын матрицаны өндіру өте қымбат, бірақ металл жеңілдігімен, беріктігімен және коррозияға төзімділігімен бағаланады, бұл үнемі туындайтын мәселе. Арқалық пластина болаттан жасалуы мүмкін, бірақ оның басты міндеті құраманың тұрақтылығы мен қатаңдығын арттыру болғандықтан, алюминий жеңіл брондалған жауынгерлік машиналарда (ЖЖМ) тек жеңіл танкке қарсы қарудан қорғану үшін салмақ бойынша тиімдірек. Деформацияланатын композиттік арқалық пластина металл арқалық пластинаның және серпімді қабаттың функцияларын біріктіре алады.

Ауыр металл модульдері

Chobham бронясын қолданған алғашқы батыс танктерінің бронь конфигурациясы, бағытталған зымырандар ең үлкен қауіп ретінде қарастырылғандықтан, қырылған зарядтарды жеңуге бағытталған. Бірақ, сексенінші жылдары олар жақсартылған советтік 3BM 32, содан кейін 3BM 42 кинетикалық энергиямен тесіп өтетін снарядтарға тап болды, онға қарсы керамикалық қабаттың тиімділігі шамалы болды: бастапқы керамиканың қырылған зарядтарға қарсы кедерісі, HEAT снарядтарына қарсы кедерісіне қарағанда үштен бір бөлігіне ғана жететін, ал ең жаңа композиттер үшін бұл көрсеткіш шамамен оннан бір бөлігін құрайды. Мысалы, 3BM 42 – бұл сегменттелген снаряд, алдыңғы сегменттері бронь массиві алдындағы NERA пластиналарын кеңейту үшін жұмсалады, соның нәтижесінде артқы сегментке керамикаға толық тиімділікпен соққы беруге мүмкіндік беретін тесік пайда болады. Осы себепті көптеген заманауи конструкциялар жалпы бронь жиынтығының тығыздығын арттыру үшін ауыр металдардың қосымша қабаттарын қамтиды. Тиімді керамикалық композиттік материалдарды енгізу осы металл қабаттарының енін арттыруға мүмкіндік береді: композиттік матрицаның белгілі бір деңгейде қорғаныс қамтамасыз етуін ескере отырып, оны жұқарақ етуге болады. Металл қабаттары композиттік массивтің қалған бөліктерінен тығыз болғандықтан, олардың қалыңдығын арттыру көлік құралының аса маңызды емес аймақтарында бронь қалыңдығын азайтуды талап етеді. Олар әдетте металл қабаты күшті деформацияланғанда, бірақ снарядты жеңе алмаған жағдайда, оған елеулі зақым келтірудің алдын алу үшін, әлдеқайда қымбат матрицаның астында орналасқан ішкі қабатты құрайды. Оларды матрицаның өзі үшін де тіреу тақтасы ретінде қолдануға болады, бірақ бұл бронь жүйесінің модулдігін, демек тактикалық бейімделуін шектейді: керамикалық және металл модульдерді енді тәуелсіз түрде ауыстыру мүмкін болмайды. Сонымен қатар, олардың өте жоғары қаттылығына байланысты, олар жеткіліксіз деформацияланады және соққы энергиясының көп бөлігін, сондай-ақ керамикалық плиткаға тым кең бұрышта қайтарады, оны одан да зақымдайды. Қолданылатын металдарға Challenger 2 үшін вольфрам қорытпасы, ал M1A1HA (ауыр броня) және кейінгі американдық танк түрлері үшін – қысқартылған уран қорытпасы жатады. Кейбір компаниялар титан карбиді модульдерін ұсынады. Бұл металл модульдер перфорацияланған бронь принципі бойынша жұмыс істейді (әдетте тік таяқшаларды қолданады), көптеген кеңейту кеңістіктері салмақты үштен бір бөлігіне дейін азайтады, ал қорғаныс қасиеттерін сақтайды. M1 танктеріндегі қысқартылған уран қоры "бронь матрицасында орналасқан" деп сипатталған, ал бір модуль – "сым торлы матаға тоқылған, қысқартылған уранның қабатын (шамамен бір-екі дюйм қалыңдықта) қоршаған тот баспайтын болат қабық" ретінде сипатталған. Мұндай модульдер Chobham бронясымен жабдықталмаған танктерде де қолданылады. Композиттік матрица мен ауыр металл модульдерінің үйлесімі кейде бейресми түрде "екінші буын Chobham" деп аталады.

The armour configuration of the first western tanks using Chobham armour was optimised to defeat shaped charges as guided missiles were seen as the greatest threat. In the eighties however they began to face the improved Soviet 3BM 32, then 3BM 42 kinetic energy penetrators which the ceramic layer was not particularly effective against: the original ceramics had a resistance against penetrators of about a third compared to that against HEAT rounds; for the newest composites it is about one tenth. A typical example, the 3BM 42 is a segmented projectile which frontal segments are sacrificed in expanding the NERA plates in the front of the armour array, leaving a hole for the rear segment to strike the ceramic with full efficiency. For this reason many modern designs include added layers of heavy metals to add more density to the overall armour package. The introduction of more effective ceramic composite materials allows for a larger width of these metal layers within the armour shell: given a certain protection level provided by the composite matrix, it can be thinner. Because these metal layers are denser than the rest of the composite array, increasing their thickness requires reducing the armour thickness in non critical areas of the vehicle. They typically form an inner layer placed below the much more costly matrix, to prevent extensive damage to it should the metal layer strongly deform but not defeat a penetrator. They can also be used as the backing plate for the matrix itself, but this compromises the modularity and thus tactical adaptability of the armour system: ceramic and metal modules can then no longer be replaced independently. Furthermore, due to their extreme hardness, they deform insufficiently and would reflect too much of the impact energy, and in a too wide cone, to the ceramic tile, damaging it even further. Metals used include a tungsten alloy for the Challenger 2 or, in the case of the M1A1HA (Heavy Armor) and later American tank variants, a depleted uranium alloy. Some companies offer titanium carbide modules. These metal modules function on the principle of perforated armour (typically employing perpendicular rods), with many expansion spaces reducing the weight by up to one third while keeping the protective qualities fairly constant. The depleted uranium alloy of the M1 has been described as "arranged in a type of armour matrix" and a single module as a "stainless steel shell surrounding a layer (probably an inch or two thick) of depleted uranium, woven into a wire mesh blanket". Such modules are also used by tanks not equipped with Chobham armour. The combination of a composite matrix and heavy metal modules is sometimes informally referred to as "second generation Chobham".

Даму және қолдану

Керамикалық броняның тұжырымы 1918 жылға дейін барып жетеді, сол кезде майор Невилл Монро Хопкинс баллистикалық болат табақтың жұқа (1–2 миллиметр) эмаль қабатымен жабылғанда тесілуге қарсы әлдеқайда төзімді екенін анықтады. Сонымен қатар, бірінші дүниежүзілік соғыста немістер керамикалық броняны сынап көрді. 1960 жылдардың басынан бастап АҚШ-та композиттік керамикалық материалдарды көлік құралының бронясы ретінде қолдану мүмкіндіктерін зерттеуге бағытталған кең ауқымды зерттеулер жүргізілді. Бұл зерттеулер негізінен ірі табақтар түрінде жасалатын кремний карбиді жіпшелерімен күшейтілген алюминий металл матрицалық композитін пайдалануға бағытталған. Жеңіл металл табақтар болат қабаттардың арасына орналастырылатын. Мұндай құрылымның артықшылығы – бірнеше рет соққыға төзу қабілетінің жоғары болуы және иілуге мүмкіндік беруі, бұл негізгі броняға көлбеу броняның әсерін тигізуге мүмкіндік берді. Дегенмен, металл құрамы жоғары бұл композит негізінен берілген броня салмағы үшін кинетикалық энергиямен (KE) тесіп өтетін снарядтарға қарсы қорғанысты арттыру үшін жасалған; пішінді зарядқа қарсы тиімділігі орташа болды және оны ламинатталған аралықтық броня эффектісі арқылы жақсарту қажет еді, бұл туралы немістер бірлескен MBT 70 жобасы аясында зерттеді. АҚШ-та дамытылған балама технология негізгі броняға енгізілетін шыны модульдерді пайдалануға негізделген; бұл құрылым пішінді зарядтан жақсы қорғауға мүмкіндік берсе де, бірнеше рет соққыға төзу қабілеті нашар болды. Т 64 танкының советтік Obiekt 430 прототипі үшін 1950 жылдардың соңында осыған ұқсас жүйе зерттелді. Кейіннен "Комбинация K" типінде кремний тотығы қосылған керамикалық қоспалар пайда болды, бұл бірдей салмақтағы болат броняға қарағанда пішінді заряд пен KE снарядтарына қарсы шамамен 50%-ға жақсы қорғаныс ұсынды. Ол кейіннен бірнеше жетілдірілген түрлерінде көптеген советтік негізгі шайқас танкыларының глацистеріне енгізілді. Кеңес Одағының 1991 жылы тарауы және нарықтық жүйенің енгізілуі ресейлік өнеркәсіптерді оның жақсы қасиеттерін көрсету арқылы жаңа клиенттерді табуға мәжбүр еткеннен кейін, оның нақты сипаттамалары ашылды; бүгінде ол сирек Чобхэм бронясы деп аталады. Чобхэм бронясына ұқсас арнайы броня 1983 жылы T 62M-ге T 62-ге жаңарту кезінде BDD деген атпен пайда болды, алғаш рет 1986 жылы T 72B-де броня массивіне енгізілді және содан бері барлық советтік/ресейлік негізгі шайқас танкыларының құрамында болды. Түпнұсқа нұсқасында ол тікелей T 72 құйма мұнарасына орнатылған және жөндеу жұмыстарын жүргізу үшін оны көтеруді қажет еткен. Ұлыбританияда керамикалық броняны дамытудың тағы бір бағыты 1960 жылдардың басында басталды, бұл Chieftain танкысының қазіргі құйма мұнарасы конфигурациясын жақсартуға арналған, ол ауыр снарядтардан өте жақсы қорғаныс ұсынды. Сондықтан Fighting Vehicles Research and Development Establishment (FVRDE) ұйымының Гилберт Харви басқарған зерттеулері керамикалық композиттік жүйені пішінді зарядқа қарсы оптимизациялауға бағытталған. Британдық жүйе бал арасы матрицасынан және баллистикалық нейлонмен бекітілген керамикалық плиткалардан тұрды, олар құйма негізгі броняның үстіне орналастырылды. 1973 жылдың шілдесінде американдық делегация XM815 танкысының прототипі үшін жаңа броня түрін іздеу үшін, MBT 70 жобасы сәтсіз аяқталғандықтан, британдық жүйе туралы ақпарат алу үшін Чобхэм Коммонға барды, оның дамуы шамамен 6 миллион фунт стерлингке созылды; бұдан бұрын ақпарат АҚШ-қа 1965 және 1968 жылдары берілген. Олар плиткаларды пайдалану принципіне тән, пішінді зарядтан қорғаудың өте жақсы деңгейімен және снарядтың соққысынан зақымдануды шектеумен қатты таң қалды. Кейіннен Армия зерттеу зертханасының бөлігіне айналған Абердин сынақ полигонындағы баллистикалық зерттеулер зертханасы сол жылы Бёрлингтон деп аталатын нұсқаны әзірлеуді бастады, ол американдық жағдайға бейімделген, жоспарланған танк өндірісінің әлдеқайда жоғары болуымен және жіңішкерек ақталған болаттан жасалған негізгі броняны пайдаланумен сипатталады. 1973 жылдың қазан айындағы Йом Киппур соғысында бұрынғы буынның зымырандары Израиль тарапында танкілерге үлкен залал келтірген кезде, жаңа буынның советтік басқарылатын зымырандарынан туындаған қауіптің күшейуі Бёрлингтонды XM1 (XM815 деп қайта аталған) прототипі үшін таңдауға мүмкіндік берді. Алайда, 1974 жылдың 11 желтоқсанында Германия Федеративтік Республикасы мен АҚШ арасында негізгі шайқас танкын бірлесіп өндіру туралы өзара түсіністік туралы меморандумға қол қойылды. Бұл Чобхэм бронясын қолдануды танк түрін таңдаудан тәуелді етті. 1974 жылдың басында американдықтар немістерден Leopard 2 прототиптерін қайта жобалауды сұрады, оларды тым жеңіл брондалған деп есептеді және осы мақсатта Бёрлингтонды қабылдауды ұсынды, оның туралы немістерге 1970 жылдың наурыз айында хабарланған; алайда, жауап ретінде 1974 жылы немістер өздерінің жаңа броняны дамыту бағдарламасын бастады. Пішінді зарядтарға қарсы қанағаттанарлық қорғаныс ұсынатын, Leopard 1A3 танкысына орнатылған көп қабатты аралықтық бронядан тұратын жүйені жасағаннан кейін, олар KE снарядтарына қарсы қорғанысты жақсартуға баса назар аударды, жүйені тесіктелген металл модульдік броняға қайта жасады. Керамикалық енгізілгендері бар кеңістіктерді қоса алғанда, Бёрлингтонды қосу туралы нұсқасы қарастырылды, бірақ ол көлік салмағын алпыс метрикалық тоннадан асырады деп есептелді, бұл екі армия үшін де тым ауыр салмақ деп саналды. 1974 жылдың жазында АҚШ армиясы неміс жүйесі мен өздерінің Бёрлингтоны арасында таңдау жасады, бұл Бёрлингтон болат броняға қарағанда KE снарядтарына қарсы салмақ артықшылығын ұсынбағандықтан шешімді қиындатты: жалпы броня жүйесінің RHA эквиваленті шамамен 350 мм (пішінді зарядтарға қарсы шамамен 700 мм). Келісімге келе алмағандықтан, генерал Крейтон Абрамс өзі Бёрлингтонды жақтады. Ақырында әрбір армия өз ұлттық танк дизайнын сатып алды, ортақ танк жобасы 1976 жылы сәтсіз аяқталды. 1978 жылдың ақпанында Бёрлингтонмен қорғалған алғашқы танктар зауыттан шықты, ал Chrysler Corporation компаниясы АҚШ армиясына алғашқы он бір пилоттық M1 танкын тапсырды. Мемлекеттік жобалардан басқа, АҚШ-тағы жеке кәсіпкерлік 1970 жылдары керамикалық броня түрлерін, мысалы, Norton Company компаниясының Protective Products бөлімі жасаған Noroc бронясын, бор қоспасынан жасалған қабаттармен бекітілген шыны матадан жасалған броняны дамытты. Ұлыбританияда Чобхэм бронясын қолдану бірнеше жетілдірілген танк жобаларының сәтсіздігімен кешіктірілді: алдымен неміс-британдық негізгі шайқас танкының бірлескен жобасы; содан кейін таза британдық MBT 80 бағдарламасы. Чобхэм бронясы технологиясын қолдануға дайындау туралы алғашқы директива 1969 жылы берілді. Чобхэм бронясымен қорғалған MICV мүмкіндігін зерттеуде, ең осал алдыңғы және бүйірлік секторлар үшін ғана Чобхэм бронясын пайдаланатын толық жаңа дизайн (демек, негізгі болат бронясыз) KE оқ-дәрілеріне қарсы қорғаныстың бірдей деңгейі үшін 10%-ға жеңілдеуі мүмкін екені анықталды, бірақ шығындарды шектеу үшін алғашқы дизайн дәстүрлі Chieftain негізінде жасалуы шешілді. FV 4211 немесе "Алюминий Чобхэм" прототипі алюминийден жасалған қосымша бронямен жабдықталған, негізінен алдыңғы корпусқа және алдыңғы және бүйірлік мұнараға орнатылған қорап, керамикалық модульдерді орналастыру үшін, оның қабырғасының қалыңдығы 50 миллиметр, оның салыстырмалы жұмсақтығы олардың тіреуіш тақтасы ретінде қызмет ете алатын. Алюминийдің қосымша салмағы екі тоннадан аз болды және ол күтілгендей жарылуға бейім емес екені көрсетілді. Он сынақ көлігі тапсырылды, бірақ тек бастапқысы ғана салынды...

The concept of ceramic armour goes back to 1918, when Major Neville Monroe Hopkins discovered that a plate of ballistic steel was much more resistant to penetration if covered with a thin (1–2 millimetres) layer of enamel. Further, the Germans experimented with ceramic armour in World War I. Since the early 1960s there were, in the US, extensive research programmes ongoing aimed at investigating the prospects of employing composite ceramic materials as vehicle armour. This research mainly focused on the use of an aluminium metal matrix composite reinforced by silicon carbide whiskers, to be produced in the form of large sheets. The reinforced light metal sheets were to be sandwiched between steel layers. This arrangement had the advantage of having a good multiple hit capability and of being able to be curved, allowing the main armour to benefit from a sloped armour effect. However, this composite with a high metal content was primarily intended to increase the protection against KE penetrators for a given armour weight; its performance against shaped charge attack was mediocre and would have to be improved by means of a laminate spaced armour effect, as researched by the Germans within the joint MBT 70 project. An alternative technology developed in the US was based on the use of glass modules to be inserted into the main armour; although this arrangement offered a better shaped charge protection, its multiple hit capability was poor. A similar system using glass inserts in the main steel armour was from the late fifties researched for the Soviet Obiekt 430 prototype of the T 64; this was later developed into the "Combination K" type, having a ceramic compound mixed with the silicon oxide inserts, which offered about 50% better protection against both shaped charge and KE penetrator threats, relative to steel armour of the same weight. It was, later in several improved forms, incorporated into the glacis of many subsequent Soviet main battle tank designs. After an initial period of speculation in the West as to its true nature, the characteristics of this type were disclosed when the dissolution of the Soviet Union in 1991 and the introduction of a market system forced the Russian industries to find new customers by highlighting its good qualities; it is today rarely referred to as Chobham armour. Special armour much more similar to Chobham appeared in 1983 under the name of BDD on the T 62M upgrade to the T 62, was first integrated to an armour array in 1986 on the T 72B, and has been a feature of every Soviet/Russian MBT since. In its original iteration, it is built directly into the cast steel turret of the T 72 and required lifting it to perform repairs. In the United Kingdom another line of ceramic armour development had been started in the early 1960s, meant to improve the existing cast turret configuration of the Chieftain that already offered excellent heavy penetrator protection; the research by a team headed by Gilbert Harvey of the Fighting Vehicles Research and Development Establishment (FVRDE), therefore was strongly oriented at optimising the ceramic composite system for defeating shaped charge attack. The British system consisted of a honeycomb matrix with ceramic tiles backed by ballistic nylon, placed on top of the cast main armour. In July 1973 an American delegation, in search of a new armour type for the XM815 tank prototype, now that the MBT 70 project had failed, visited Chobham Common to be informed about the British system, the development of which had then cost about £6,000,000; earlier information had already been divulged to the US in 1965 and 1968. It was very impressed by the excellent shaped charge protection combined with the penetrator impact damage limitation, inherent to the principle of using tiles. The Ballistic Research Laboratory at the Aberdeen Proving Ground, which later became a part of the Army Research Laboratory, initiated the development of a version that year named Burlington, adapted to the specific American situation, characterised by a much higher projected tank production run and the use of a thinner rolled steel main armour. The increased threat posed by a new generation of Soviet guided missiles armed with a shaped charge warhead, as demonstrated in the Yom Kippur War of October 1973, when even older generation missiles caused considerable tank losses on the Israeli side, made Burlington the preferred choice for the armour configuration of the XM1 (the renamed XM815) prototype. However, on 11 December 1974 a Memorandum of Understanding was signed between the Federal Republic of Germany and the US about the common future production of a main battle tank; this made any application of Chobham armour dependent on the eventual choice for a tank type. Earlier in 1974 the Americans had asked the Germans to redesign the existing Leopard 2 prototypes, considered by them too lightly armoured, and had suggested adoption of Burlington for this purpose, of which type the Germans had already been informed in March 1970; the Germans however in response in 1974 initiated a new armour development programme of their own. Having already designed a system that in their opinion offered satisfactory protection against shaped charges, consisting of multiple laminate spaced armour with the spaces filled with ceramic polystyrene foam as fitted to the Leopard 1A3, they put a clear emphasis on improving KE penetrator protection, reworking the system into a perforated metal module armour. A version with added Burlington was considered, including ceramic inserts in the various spaces, but rejected as it would push vehicle weight well over sixty metric tonnes, a weight then seen as prohibitive by both armies. The US Army in the summer of 1974 faced the choice between the German system and their own Burlington, a decision made more difficult because Burlington offered, relative to steel armour, no weight advantage against KE penetrators: the total armour system would have a RHA equivalence against them of about 350 mm (compared to about 700 mm against shaped charges). No consensus developing, General Creighton Abrams himself decided the issue in favour of Burlington. Eventually each army procured its own national tank design, the project of a common tank failing in 1976. In February 1978 the first tanks protected by Burlington left the factory when the first of eleven pilot M1 tanks were delivered by Chrysler Corporation to the US Army. Beside these state projects, private enterprise in the US during the 1970s also developed ceramic armour types, like the Noroc armour made by the Protective Products Division of the Norton Company, consisting of boron carbide sheets backed by resin bonded glass cloth. In the United Kingdom application of Chobham armour was delayed by the failure of several advanced tank projects: first that of a joint German British main battle tank; then the purely British MBT 80 programme. A first directive to prepare Chobham armour technology for application in 1975 was already given in 1969. It was determined by a study of a possible Chobham armour protected MICV that a completely new design using only Chobham armour for the most vulnerable front and side sectors (thus without an underlying steel main armour) could be 10% lighter for the same level of protection against KE ammunition, but to limit costs it was decided to base the first design on the conventional Chieftain. The prototype, FV 4211 or the "Aluminium Chieftain", was fitted with a welded aluminium add on armour, in essence a box on the front hull and front and side turret to contain the ceramic modules, of which box the fifty millimetre thick inner wall due to its relative softness could serve as their backing plate. The extra weight of the aluminium was limited to less than two tonnes and it was shown that it was not overly susceptible to cracking, as first feared. Ten test vehicles were ordered but only the original one had been built when the project was cancelled in favour of the more advanced programmes. However, the Iranian government ordered 1,225 vehicles of an upgraded Chieftain type, the Shir 2 (FV 4030/3), using the same technology of adding Chobham armour to the main cast armour, bringing total weight to 62 metric tonnes. When this order was cancelled in February 1979 because of the Iranian Revolution, the British government, under pressure to modernise its tank fleet to maintain a qualitative superiority relative to the Soviet tank forces, decided to use the sudden surplus production capacity to procure a number of vehicles very close in design to the Shir 2, called the Challenger 1. On 12 April 1983 the first British tank protected by Chobham armour was delivered to the Royal Hussars. In France from 1966 GIAT Industries performed experiments aimed at developing a light vehicle ceramic armour, in 1970 resulting in the CERALU system consisting of aluminium backed alumina weldable to the vehicle, offering a 50% increase in weight efficiency against ballistic threats compared to steel plate. An improved version was later applied in helicopter seats. The latest version of Chobham armour is used on the Challenger 2 (called Dorchester armour), and (though the composition most probably differs) the M1 Abrams series of tanks, which according to official sources is currently protected by silicon carbide tiles. Given the publicly stated protection level for the earliest M1: 350 mm steel equivalence against armour piercing fin stabilized discarding sabot (APFSDS) kinetic energy (KE) penetrators, it seems to have been equipped with alumina tiles. Though it is often claimed to be otherwise, the original production model of the Leopard 2 did not use Chobham armour, but a combined spaced armour and perforated armour configuration, cheaper in terms of procurement, maintenance and replacement than a ceramic armour system. For many modern tanks, such the Italian Ariete, it is yet unknown which type is used. There was a general trend in the 1980s away from ceramic armour towards perforated armour,

Болашақ және ауыстырылу

Болашақта Chobham бронесі Epsom бронесімен, ал Dorchester бронесі Farnham бронесімен алмастырылады. Epsom және Farnham бронесін пайдалануға көшкен алғашқы танк – Challenger 3 болады. Қорғаныс министрлігі Epsom және Farnham бронелерін экспортқа және лицензиялық өндіріске рұқсат беретін болса, ол әлі шешілмеген мәселе.

Аэроғарыш саласы

Алғашқы керамикалық плиталар аэроғарыш саласында қолданыс тапты: 1965 жылы UH 1 Huey тікұшағы ұшқыш пен екінші ұшқыштың орындықтарының айналасына қатты беттелген композит (HFC) қосылып, оларды қолдағы қарудан қорғады. Плиталар бор карбидінен жасалған, ол өте қымбатқа түсетін болса да, өте жеңіл болғандықтан аэроғарыш саласындағы қолдану үшін ең қолайлы материал болып қала берді. Мысалдардың көптігінен, қазіргі заманғы V 22 Osprey да осылай қорғалған.