Obrněné vozidlo budoucnosti, část I., těžký podvozek

[Alchymista]

Pláty s veľkou medzerou je dosť stará idea - jedná sa vlastne o predstavný pancier, dosť rozšírený na nemecký tankoch a samohybných delách v rokoch 1943-45. Podobnú úlohu plnili aj "ekrany" na ruských tankoch. Rôzne varianty mreží okolo obrneného vozidla tiež plnia podobnú úlohu, hoci len proti strelám ručných PT zbraní.
Úloha je vždy rovnaká - priviesť muníciu k činnosti vo väčšej ako optimálnej vzdialenosti od hlavného pancieru.

[asija]

jasne, vsak sem to srovnaval z predstavnym pancirem z wwII

Úloha je vždy rovnaká - priviesť muníciu k činnosti vo väčšej ako optimálnej vzdialenosti od hlavného pancieru.

prave to je ale jeden podstatny rozdil, me nejde o to aby se strela iniciovla predcasne, ale o to ze relativne slabsi pancir umisteny v dostatecne vzdalenosti od podlozky zpusobi efektivne srovnatelne naruseni / vychyleni paprsku / projektilu jako mnohem silnejsi pancir bez mezery (nebo s malou mezerou), proste proto ze "proruchy" rostou v prubehu volneho letu.
druha "inovace" je prave to otvirani a zavirani, ktere prave umoznuje aby ten odstup mohl byt skutecne veliky a nebyl limitovan omezenim pohyblivosti tanku. Protoze to je podle me hlavni duvod proc se to v soucasnosti nedela.

Btw. podobny princip plati vlastne i u neprustrelnych vest. E = F.s Neprustrelne vesty by mohly byt lehci, kdyby byly nafouklejsi (treba vylozene nafoukle tlakovym vzduchem). Kdyby mezi telem a plastem bylo nejakych 30cm, tak by se kulka brzdila na 33cm misto 3cm, takze by pusobila podstatne mensi silou => vesta by mohla byt lehci / zastavovat energeticky bohatsi kulky. Problem je ze by asi takovy michelin-armour ( http://www.emocha.net/wp-content/upload ... chelin.jpg ) dost omezoval v pohybu.

U tanku je to podle me o dost realnejsi nez u cloveka.

[Petrz]

Úloha je vždy rovnaká - priviesť muníciu k činnosti vo väčšej ako optimálnej vzdialenosti od hlavného pancieru.

Alchymista- a proč je tak důležité zachovat určitou vzdálenost ? Je to tím,že paprsek není rovný ale konicky se zužuje, a od určité vzdálenosti (ohniskové) nastává naopak rozptyl paprsku?

[Spandau]

Aj tým. Ale hlavný dôvod je iný - kumulatívny lúč je síce tvarovaný, ale to hlavné čo ho drží v súdržnosti je odpor pancieru ktorý prebíja. Takže ak kumulačka detonuje už pred pancierom, tak tých zopár desiatok centimetrov ktorými sa pohybuje kumulatívny lúč len vzduchom, stráca svoju súdržnosť - nie je už taký koncentrovaný.

Veľmi hrubé prirovnanie: Zober si regulovateľnú záhradnícku hadicu a nastav ju na prúd vody, striekaj do vzduchu - zopár metrov poletí súvislý prúd, ale potom sa už začne rozprašovať.
Teraz ten prúd vody (a dajme tomu ešte aj teplej) namier do veľkej kocky z ľadu, diera ktorá vznikne bude pekne ostrá a bude mať priemer prúdu vody - kumulatívneho lúča.

[Ionor]

Trebars pomôže
Shaped Charge Jet Interaction with Highly Effective Passive
Sandwich Systems - Experiments and Analysis
http://docs.google.com/viewer?a=v&q=cac ... tHNsRxFy3g

[asija]

Ionor > zajimavy odkaz to si musim precist az budu doma

Aj tým. Ale hlavný dôvod je iný - kumulatívny lúč je síce tvarovaný, ale to hlavné čo ho drží v súdržnosti je odpor pancieru ktorý prebíja

To mas od nekud, nebo si to jen mysis? Protoze klasicky se uvazuje o kumulativnim paprsku v hydrodynamicke limite - pancir je stejne tak tekuty jako paprsek, jde jen o hybnost. Kdyz strikas hadici do vody rozptyluje se urcite vice nez kdyz strikas do vzduchu. Hlavne ale kdyz je pancir NEHOMOGENI (kompozitni) rozptyluje to mnohem vic, a dela se to prave tak aby to rozptylovalo co nejvice.

[Spandau]

V prípade že si to len myslím a mýlim sa, tak sa mýlili aj nemecký konštruktéri ktorý na Panzera IV vešali predstavné pancierovanie. Argumentovali zrovna tým, že predčasná detonácia oslabuje kumulatívny lúč.

[asija]

Spandau > ano, o tom ze jet se v prubehu sireni volnym prostorem narusuje nikdo nepochybuje. Ale co me zarazilo je

čo ho drží v súdržnosti je odpor pancieru ktorý prebíja

jinak, nejlepsi priklad "ze zivota" analogicky jetu protipancerove hlavice je divat se na vytrisk vody do ktere spadne kamen. napr. zde
http://www.kaushik.net/avinash/wp-conte ... ripple.jpg

proc je to tak dobra analogie? Jedna se totiz fyzikalne o totez - po vhozeni kamenu se v kapaline vytvori kratkodobe dutina na jejiz steny pusobi tlak okolni kapaliny (u kamene hydrostaticky, u naloze vybuchovy)
kavita imploduje charakteristickym zpusobem a vytvari pri tom jet. Rozdil mezi "zblunknutim" vody a protiankovym vybuchem je v podstate jen v ponekud jinem tvaru kavity (ovalny vs. kuzelovy), a rozlozenim a velikosti pusobiciho tlaku.

Pokud chapes proc se vytrysk vody po "zblunknuti kamene" rozptyluje na kapicky (propagace drobnych nehomogentit) tak ze stejneho duvodu jsou ucine predstavne pancire. btw. prave tyhle "propagace nehomogenit" predstavovaly zasadni problem v konstrukci implozni jaderne bomby, a snaha o jejich studium vyrazne popohnala pokrok v pocitacovych simulacich.

[Alchymista]

A museli by sa mýliť i američania (a predtým rusi), ktorý v afgáne a iraku vešajú na obrnece mreže ako ochranu proti strelám z RPG-7. Strela tak či tak vybuchne, má totiž zapalovač s autodeštrukciou. Ale vybuchne nevhodne ďaleko od vlastného pancieru a zároveň deformácia distancieru naruší proces formovania kumulatívneho prúdu (tento efekt bude pri strelách RPG-7 starších verzií asi výraznejší ako vplyv väčšej predstavnej vzdialenosti).
Distancier je totiž celkom dôležitá súčasť kumulatívnej nálože - zabezpečuje optimálnu predstavnú vzdialenosť od pancieru, kedy je výkon nálože, respektíve kumulatívneho prúdu najvyšší. Pred a za touto vzdialenosťou priebojnosť klesá.

Nie je to ani tak tým, že by sa kumulatívny lúč rozptyloval do strán (väčšiu časť stranovej zložky rýchlosti stratia časti vložky pri formovaní prúdu pri zrážke s opačne smerujúcimi časťami vložky), ako tým, že sa príliš predĺži a následne stratí kontinuitu a stabilitu.
Veľmi pekne ilustrujú stratu kontinuity a stability prúdu aj obrázky v článku, ktorý linkoval Ionor, kde vidno, ako je kumulatívny prúd spotrebovaný na sklonených doskách a za nimi sa celkom rozpadáva. Podobne by sa rozpadal aj bez prekážok, ale samozrejme až vo väčšej vzdialenosti od miesta výbuchu.

Asija - principiáne je to to isté, ale u vody má na formovanie tvaru značný vplyv i povrchové napätie vody, ktoré u kumulatívneho prúdu možno celkom zanedbať.
Dutina vytváraná v pancieri počas prebíjania má skutočne na stabilitu prúdu priaznivý vplyv, časti prúdu sa od jej stien odrážajú pod veľmi malými uhlami a po odraze sú smerované späť k ose prúdu.

S posledným odstavcom sa dá súhlasiť - implózna konštrukcia jadrovej nálože musí riešiť rovnakú triedu problémov ako kumulatívna nálož. Matematický a fyzikálny popis formovania kumulatívneho prúdu predstavuje dobrú analógiu pre výpočet a modelovanie procesu implózie jadrovej nálože. A reálne výbuchy kumulatívnych náloží je možné celkom pohodlne skúmať a porovnávať s matematickým modelom, na rozdiel od reálnej jadrovej nálože...

[Ionor]

Paradoxom ale je, že niektoré strely maju s týmito klietkami účinnosť vyššiu, napr. pozdejšie verzie strely TOW majú prednastavenú tyč ktorá spustí výbuch v optimálnej vzialenosti (ktorá v pôvodnej TOW optimálna nieje).

[asija]

alchymista > jj, presne tak, ale na obrazcich z toho Ionorva dokumento to sam moc dobre nevidim.
napr. zde je hezky videt jak se "ztraci kontiunitu a stabilitu" a zacne strikat kapicky

http://opendx.informatics.jax.org/anima ... charge.mov

(doporucuju se divat na svazek na opacne strane nez je pancir, oba svazky se chovaji v principu podobne, maji pouze rozdilne rychlosti/hmotnosti dane asimetrii kuzelu)

Innor > Vsak "optimalni" vzdalenost neznamena "co nejmensi" vzdalenost. Je to dane tim ze za wwII nebyly naloze, tvarovani ani materialy tak kvalitni takze optimalni vzdalenost byla mnohem kratsi nez dnes (paprsek se rozptyloval rychle). Zatimco dnes je optimalni vzdalnost takova kde uz se paprsek staci dostatecne zformovat do tenkeho a rychleho svazku. (To video to asi ukazuje taky)

proto taky dnes moc nepomuze klec (efekt ktery popisoval Alchymista u tanklu z wwII) - musela by byt hrozne daleko. Ale pomuze predstavny pancir. Protoze ten (je li dobre udelany) vybudi ve svazku nejake drobne nehomogenity a on se pak rozptyluje rychleji nez kdyby se jen siril volnym prosotrem.

[Alchymista]

U modernejších PTRS je celkom zreteľná tendencia presúvať hlavnú kumulatívnu nálož do strednej alebo zadnej časti strely, niekedy dokonca s trubkou pre lúč prechádzajúcou celou konštrukciou strely - teda určité zväčšovanie predstavnej vzdialenosti je pozorovateľné. Zároveň sa objavuje i používanie prekurzorov na vyprovokovanie ERA pred akciou hlavnej nálože - tá potom musí byť čo najďalej, aby ju reakcia ERA na pôsobenie prekurzoru nepoškodila.
Pokiaľ ide o strelu TOW, "sosák" dostala už verzia BGM-71C ITOW, následne aj BGM-71D a E. U verzie ITOW bola použitá odlišná konštrukcia kumulatívnej nálože než u pôvodnej verzie A a vývoj pokračoval i u verzií D a E (verzia F je už celkom iná koncepcia). Navyše novšie verzie zrejme majú na konci "sosáku" prekurzor.

Existuje jedna dosť zavádzajúca predstava: Mám kumulatívnu nálož s nejakou hmotnosťou a geometriou, ktorá má nejakú tabuľkovú priebojnosť. Ak primerane zlepším svoje technologické schopnosti a vedomosti, som schopný z podobnou náložou dosiahnuť priebojnosť povedzme dvojnásobnú. To je pravda. Ale už nie je pravda, že pritom zároveň dosiahnem rovnakú pravdepodobnosť zničenia alebo vyradenia tanku ako s pôvodnou náložou. Jednoducho preto, že vyššiu priebojnosť dosiahnem obvykle cestou formovania stabilnejšieho, dlhšieho a tenšieho kumulatívneho prúdu - to má ale za následok, že za pancier prenikne menšie množstvo častíc prúdu, užším kanálom aj menšie množstvo výbuchových splodín a sekundárnych črepín a aj výtrž na vnútornej strane pancieru je menšia. Dosiahol som teda vyššiu priebojnosť, ale zároveň menšiu celkovú účinnosť nálože. Čiže honba za maximálnou priebojnosťou môže byť aj kontraproduktívna, pokiaľ sa zanedbá dôležitý faktor - účinnosť za pancierom.
To je ale bohužiaľ opäť oblasť, o ktorej sa píše celkom málo...

[Ionor]

Alchymista: internet tvrdí, že do BGM-71C verzie stejna nálož (aj hmotnosť a rozmery tomu nasvedčujú) a rozdiel je v tej tyči. Nová nálož je až vo verzii D. Práve s tohoto dôvodu je kombinácia ERA montovaného z odstupom ideálna (ako napr. klinové usporiadanie na veži T-90 čo je presne to čo som chcel na bočnom "vysúvacom" paniery ktorý spomínal asija), ale na mujahedinov s RPG-7(V) tá klietka asi stačí a montovali ich aj na kanadské Leopardy 2A6M, každopádne v takom Lebanone by klietky mohly prísť skôr vhod protivníkom. To je dôvod prečo som to naznačoval.

Ohľadom tej priebojnosťi záleží či ti ide o posádku, alebo tank samotný. Pri protistrepinových vrstvách v priestore pre posádku v moderných tankoch nebude strepinový účinok tak či tak valný a lepšie padne prebytok preraznosti na ochranné boxy z muníciou a palivom.

"To je ale bohužiaľ opäť oblasť, o ktorej sa píše celkom málo..."
To je bohužial zase oblasť na ktorú som články videl a stačí hľadať .

[Petrz]

Bavili jste se tu o umístění motoru vpředu,vzadu..napadá mne však ještě jedna možnost a to dát do tanku motor typu boxer či V-180 a to rovnou pod koš věže jež by byla bezosádková.Samozřejmě byla by tím omezena hloubka koše,při dnešních možnostech by to ale nebyl problém.

Předem: jde jen o ideový návrh, který může narážet ne některé problémy.Uvědomuji si jeden asi nejzávážnější a to dostupnost motoru pro opravy či jeho výměnu.myslím že by ale byl řešitelný. Dále nákresy nejsou přesné, jediný gafický program který ovládám je malování a v něm jsou úpravy(jichž bylo hodně)dost obtížné.

Obr.1:




Jak si to celé představuji ukazuje obrázek.1.V čelní části by byla mohutně pancéřovaná kapsle pro osádku, za ní bojovo motorový prostor s uložením věže, motorem a převodovkou a v zadní (velmi malé) sekci pak nádrž.
Tvar věže tanku by byl stejný jako u mého návrhu modernizace T-72(viz.obr.3)až na to že by se věž směrem nahoru mírně rozšiřovala(sklon stěn by nebyl pozitivní ale negativní). Jsem si vědom,že malý převis věže by byl z hlediska autonomnosti tanku nevýhodný,neboť by umožňoval vézt omezenou zásobu munice(kolem 20 ti kusů).To proč bych ho přes toto omezení zachoval , je možnost tvarovat přední část věže do šestiúhelníku(z horního pohledu). To není detail,neboť takto by byla přepážka oddělující munici od prostoru tanku chráněna daleko lépe proti šikmým dopadům PT střel.(viz.dod.1)


V přední části věže by byl samozřejmě kanón a jeho uložení, vedle něj už jen senzory,elektronika pohon věže atd. Přitom senzory bych udělal výsuvné na teleskopické otočné tyči,kdy by se daly vysunout např.o 2 metry nad úroveň střechy věže. Výhody této pro tank zdánlivě nepotřebné technické kratochvíle vynikou zejména ve spojení s PTŘS odpalovanými z hlavně (jimiž by byl tank též vybaven),neboť vyhledání cíle a následné navádění střely na něj by mohlo probíhat ze skrytu s podstatně menším rizikem odhalení a zasažení tanku nepřáteli.

Druhým nezvyklým konstrukčním prvkem je použití prokládaných pojezdových kol ala Panther. To je částečně nutnost vzhledem k malé styčné ploše pásů se zemí. Ale nezanedbatelnou výhodou by byla ochrana spodní části korby zejména proti heat munici.Výhodou by bylo i rozložení hmotnosti tanku na více závěsů,takže každé jednotlivé kolo by mohlo mít měkčí odpružení a lépe by tedy pojezd kopíroval terén.

Hlavními vhodami by byla velmi malá boční plocha korby a nízká hmotnost tanku. Umístění motoru by bylo z hlediska jeho „přežití“ velmi výhodné.Jednak by byl níže než v klasickém uspořádání a jednak by byl více chráněn bočním pancířem kapsle(kde by byl nejsilnější) před šikmými dopady projektilů, oproti motoru umístěného vzadu.viz obrázek.2

obr.2.





Uložení motoru pod koš věže by se však dalo využít i jinak(a lépe) a to instalací jeho výkonnější verze.. Pokud by se motor uložil pod koš věže podélně dalo by se zvětšit vrtání i zdvih motoru podle mých orientačních výpočtů o 37% (oproti standardnímmu motoru T-90 z něhož jsem vycházel).
Zvýšení výkonu motoru z 1000 na 1700-1900(viz.dod.2) koní při této jeho velikosti mi přijde jako realizovatelné.Samozřejmě by tank ztratil částečně výhodu malé délky korby ,ta by však stále zůstala kratší než u většiny moderních tanků.Navíc hmotnost by se tím zvětšila o pár tun,tedy několik málo procent,výkon motoru však téměř na dvojnásobek.



Ochrana kapsle by měla být čelně proti KE munici ekvivalentní min.800mm,spíše však 900mm-1000mm, proti Heat kolem 1500mm.Bočně pak min 350mm resp. 450mm proti heat..(Jinými slovy kapsle by měla odolávat čelně všemu co může protivník použít bočně pak v rozmezí +- 30° např. ruským APFSDS projektilům ráže 120mm na vzdálenost od. 2 km či PTŘS jako je reflex atd.( viz.dod.3)



Těžko se při takovémto tvaru a pojetí odhaduje hmotnost tanku,nicméně vzhledem k malým rozměrům tanku není podle mne hmotnost do 55 tun(u kratší verze do 50 tun) nijak nesplnitelný limit.Pokud by se podařilo zvýšt výkon motoru na oněch 1700-1900 koní(což považuji u delší verze opět za možné), měl by mimořádný měrmý výkon motoru 31-35 koní na tunu což by byla jeho hlavní devíza.Vlivem vysokých manévrovacích schopností a relativně malým rozměrům by byl dost obtížně zasažitelným cílem, přitom by byl schopen ustát i zásah nejmodernějších AT zbraní.

Dodatky:

1)(Proč? Pokud bude střela dopadat na boční kolmý(rozum. rovnoběžný s podélnou osou věže) pancíř např.pod úhlem 30° od podélné osy tanku,pak se jeho síla zdvojnásobí,tedy 250mm pancíř bude odpovídat 500mm.
Pokud však bude střela dopadat pod stejným úhlem na pancíř zkosený k podélné ose věže o 20° pak bude celkový úhel dopadu 60°+ 20°=80°. Tento úhel sílu boku věže zvýši téměř 6 krát takže při síle 250mm odolá téměř všemu.Přitom hmotnost stěn bude téměř stejná.)

2)Zvyšování výkonu motoru zvětšováním objemu válců(a celkově zvětšováním rozměrů motoru stejným koeficientem) naráží zejména na nedostatečné plnění (objem válců se zvětší více než průřez ventilů)a namáhání klikového ústrojí(musí být dodržena pístová rychlost).Díky těmto faktorům by se asi nezvýšil výkon motoru násobkem 2,5 (tedy úměrně zvýšení objemu válců) nýbrž o 1,87 krát(1,37 na druhou,pouze velmi hrubý odhad),neboť o násobek 1,37 by se musely snížit otáčky.
(Zvýšení rozměrů klasického motoru u např. T-90 o 37% a jeho uložení podélně by bylo mnohem hůře realizovatelné,neboť by při daném klasickém uspořádání se výrazně prodloužil a zvýšil motorový prostor a tím narostla hmotnost a zranitelnost tanku,nehledě na to že by nešlo otáčet věž dozadu)



3)(Pancíř. Jedná se o rozvinutí myšlenky představného pancíře a nových pozatků jež jsem zde na palbě získal. Základní vrstvený pancíř se skládá z desek z karbidu wolfranu zalitých v hliníku s mikrozrny karbidu křemíku. Nejdříve k uspořádání-zakládá se na myšlence postupného vychylování APFSDS munice kdy přední pláty(karbidu wolframu) mají za úkol projektil mírně vychýlit,mají proto velký sklon,na druhou řadu desek už projektil dopadá mírně vychýlen,proto můžou mít menší sklon atd.Tímto způsobem,i když třeba nedojde k úplnému odlonu střely se prodlužuje dráha kterou musí projít. U heat střel pak dochází též k mírnému odklonu,zajména však ke střídání prostředí s menší a větší hustotou a tím většímu spotřebování paprsku.(vysvětleno v příspěvcích ZDE)Karbid wolfranu je pak použit kvůli hustotě a tvrdosti, zrna karbidu křemíku mají za úkol alespoň erodovat kumulativní paprsek(pořád je to lepší než samotný hliník či titan).)

[Ionor]

Pár pripoienok
-Pridaním počtu kolies pridávaš taktiež počet potrebného odpruženia čiže aj dvojnásobná váha odpruženia, mimoto problematická údržba.
-Zadná časť veže pripomína Merkavu 1, tj. stejne problémy pokiaľ tam nedáš nejakú reťaz alebo kletku, inak si prosíš o odstavenie veže.
-Autokanón by si problematicky krmil muníciov, už tak máš nedostatok miesta pre muníciu pre hlavnú zbraň.
-Umiestnenie motora dáva síce dobrú ochranu nakoľko ho vzadu chráni palivo, na druhej strane jeho výmena bude asi daleko od štandartnej hodiny na väčšine ostatných MBT čo vzhľadom nato že bude mať chladenie pravdepodobne zboku čiže ľahko dostupné pre nepriateľskú pechotu v stejnej výške vcelku problém.

[knezdub]

Chlazení nebude problém, chladiče můžeš umístnit kdekoliv Ti to vyhovuje a klidně jich může být víc menších a podle potřeby chráněné sklopnými žaluziemi.S tou výměnou je to pravda. Dalo by se to řešit vytažením celého motorpřevodového agregátu jako "šuplíku", ale zvyšovalo by to složitost a hmotnost.

[Ionor]

Motorprevodové powerpacky sú štandartom u moderných MBT už dnes, problém je, že on musí najprv vybrať nádrže keď som jeho koncept pochopil dobre.
Viac chladení tj. viac slabých miest na tanku nieje práve žiadúce a ďalej by to zvyšovalo zložitosť na výrobu a opravy.

[knezdub]

Zase při vyřazení jednoho chadiče, můžeš jet na ostatní. Samozřejmě za předpokladu použití nějakých ventilů proti úniku chladiva. A chladiče můžeš rozložit do více stran, takže rozložíš riziko.
A nádrž může být součástí "šuplíku" a ještě můžeš využít paliva pro chlazení převodovky a agregátů. Přece jen plocha nádrží není zanedbatelná a nějaký teplotní výkon taky předá

[Petrz]

Ionor: Dík za připomínky k věci. Váha odpružení by možná přidala nějakých set kilo navíc,myslím ale, že dvojnásobek by to nebyl vzhledem k tomu, že torzní tyče by mohli být tenčí.
Munici pro autokanon bych umístil do zásobníku za hlavní munici,proto je převis tak dlouhý.(i když máš pravdu že na půdorysu to vyznačené nemám)
Jinak k vnitřku:červeně je nádrž,zelený blok motoru a to hnědé má označovat převodovku, ne tedy nádrž.To je ale jen detail.
Každopádně řešení jež naznačuje knezdub s výměnou motoru se mi líbí a považuji ho za uspokojivé.

[Ionor]

knezdub: ohľadom chladenia zaujmavé, ale cenovo nepriaznivé riešenie. Ohľadom šuplíku je to zase niečo čo pridá na váhe a zložitosti.

Petrz: neviem či napcháš 1,2m3 paliva do tej červenej plochy, myslím, že po prepočte by ti už ten šuflík nepripadal taký vhodný, je to zaujmava koncepcia len by trup musel byť výšší aby to umiestnenie paliva bolo realne. Mimoto torzné tyče ktoré prechádzajú celým trupom Ti tiež zvyšujú minimálnu nutnú výšku trupu, ale to by šlo vyriešiť iným druhom odpruženia. Finálna verzia bude tak či tak trošku obludnejšia