Стальную броню на военной технике предложили заменить песком

Учёные из Национального университета Сингапура провели серию экспериментов и выяснили, что песок останавливает высокоскоростные снаряды и пули лучше, чем сталь сравнимой массы. Они предполагают использовать его в составе композитной брони для частичной замены металлов. О соответствующих опытах сообщается в пресс-релизе университета.

Исследователи отмечают, что в настоящее время рост скорости пуль и бронебойных снарядов привёл броню вплотную к границам её защитных возможностей. Стальная пластина по мере роста скорости пробивающего её предмета сталкивается с так называемым гидродинамическим эффектом — при скорости удара выше определённой точки сталь начинает вести себя скорее как жидкость, так как более высокая кинетическая энергия создаёт зону локального плавления. После проникновения в неё пули сопротивление её продвижению резко падает. Чем выше становится скорость пули или снаряда, тем сильнее проявляется этот эффект. 

Современные подкалиберные танковые снаряды по скорости сердечника приближаются к двум километрам в секунду, что примерно втрое выше, чем скорость массовых бронебойных снарядов эпохи Второй мировой войны. Поэтому эффективность стального бронирования в настоящее время далеко не так высока, как когда-то.

В серии экспериментов исследователи изучили то, как пули с различной формой наконечника и с разной скоростью полёта проникают через песок. Как оказалось, в такой среде твёрдое тело двигается принципиально иначе. Оно испытывает множество соударений с отдельными песчинками, что не позволяет ему продвигаться через препятствие в изначально заданном направлении.

Разрозненность и несвязанность между собой отдельных песчинок исключают появление гидродинамического эффекта, типичного для стали. В песке высокоскоростная пуля не "плывёт", а преодолевает сопротивление огромного количества отдельных частиц. Удары о них разрушают твёрдый сердечник высокоскоростного боеприпаса на фрагменты и отклоняют траекторию движения от прямолинейной. В итоге для распространённых форм пуль более 85 процентов их кинетической энергии уходит на сдвигание песчинок в преграде, а не на разрушение структуры преграды, как в стали. При равном весе песок оказывается эффективнее традиционной защиты для большинства видов боеприпасов, отмечают учёные.

Инженеры предлагают использовать уплотнённый песок в броне (Сингапур — крупный производитель и экспортёр бронетехники) в качестве более дешёвой и экологичной альтернативы стали. Плотность песка примерно в шесть раз ниже, чем у этого металла, поэтому включение промежуточного защитного песчаного слоя большой толщины способно дать технике и объектам гражданской инфраструктуры серьёзную защиту при меньшем весе конструкции.

Мешки с песком использовались для создания импровизированной преграды для пуль и осколков с XVIII века, однако они всегда рассматривались как суррогат, временный заменитель нормальных укреплений. Новые эксперименты показывают, что в силу роста скоростей полёта пуль и снарядов песок может из суррогата превратиться в разумное дополнение к металлической броне.