درع تفاعلي

الدروع التفاعلية هي نوع من دروع المركبات المستخدمة في حماية المركبات، وخاصة الدبابات الحديثة، ضد الشحنات المشكلة والمخترقات ذات الطاقة الحركية المقواة . النوع الأكثر شيوعًا هو الدروع التفاعلية المتفجرة (ERA)، ولكن المتغيرات تشمل الدروع التفاعلية المتفجرة ذاتية التحديد (SLERA)، والدروع التفاعلية غير النشطة (NERA)، والدروع التفاعلية غير المتفجرة (NxRA)، والدروع الكهربائية. يمكن لوحدات NERA وNxRA تحمل ضربات متعددة، على عكس ERA وSLERA.

عندما تضرب شحنة مشكلة اللوحة العلوية للدرع، فإنها تنفجر بالمتفجرات الداخلية، مما يؤدي إلى إطلاق أضرار حادة يمكن للدبابة امتصاصها.

تهدف الدروع التفاعلية إلى مواجهة الذخائر المضادة للدبابات التي تعمل عن طريق اختراق الدرع ثم قتل الطاقم بالداخل، أو تعطيل الأنظمة الميكانيكية الحيوية، أو التسبب في تشققات تعمل على تعطيل الطاقم - أو الثلاثة معًا.

يمكن هزيمة الدروع التفاعلية بضربات متعددة في نفس المكان، كما هو الحال مع الأسلحة ذات الشحنات المزدوجة ، والتي تطلق شحنتين أو أكثر بشكل متتابع سريع. وبدون الشحنات المزدوجة، يصبح ضرب نفس المكان مرتين على وجه التحديد أكثر صعوبة.

كان الأستراليون أول من صاغوا وطوروا أساليب لتعطيل ونشر نفاثة قذيفة الشحنة المجوفة لتقليل قوتها الاختراقية. في تقرير صدر في يونيو 1944 من مختبر ممارسات تصنيع المتفجرات في مصنع المتفجرات ماريبيرنونج، تم وضع متطلب تشغيلي للدفاع ضد الشحنات المشكلة. كان التركيز فيما يتعلق بقذائف الشحنة المجوفة اليابانية مقاس 75 ملم المستخدمة ضد دبابات الحلفاء في المحيط الهادئ. تم تحديد التأثير المدمر للشحنة المشكلة على أنه نفاثة تتحرك بسرعات عالية، تتكون من جزيئات من البطانة. كانت الطريقتان المتطورتان هما تدمير النفاثة بإجبارها على العمل من خلال طبقة من المتفجرات، وتعطيل النفاثة، وجعلها تعمل من خلال طبقة من المؤكسد، وتدمير النفاثة عن طريق حرقها بعوامل مؤكسدة.

أجريت التجارب الأولى باستخدام شحنات صغيرة قادرة على هزيمة 2 بوصة من صفائح الفولاذ والتي كانت تُهزم بسهولة بواسطة طبقة من المتفجرات (Baratol وRDX وCordite وما إلى ذلك) أو وسط مؤكسد قوي. أجريت تجارب لاحقة باستخدام قنابل No.68 البريطانية والأمريكية M9A1. ومع ذلك، أجريت التجارب بأعداد قليلة مما أدى إلى نتائج متباينة. اعتُبر مزيج من متفجرات نترات الصوديوم والبوتاسيوم الخيار الأكثر عملية نظرًا لخصائص صبها. يعمل الخليط كمؤكسد قد ينفجر عند تشتته وتسخينه. يبدو أن مختبر ممارسات تصنيع المتفجرات قد طور طريقًا وسطًا بين مفاهيم الدروع الكيميائية والدروع التفاعلية المتفجرة لمواجهة تهديد الشحنة المجوفة. ^{[1] [2]}

تم اقتراح فكرة الانفجار المضاد ( kontrvzryv باللغة الروسية) في الدروع في الاتحاد السوفيتي من قبل المعهد العلمي للصلب (NII Stali) في عام 1949 من قبل الأكاديمي Bogdan Vjacheslavovich Voitsekhovsky . ^{[ بحاجة لمصدر ]} تم إنتاج النماذج الأولى قبل الإنتاج خلال الستينيات. ومع ذلك، أدى التحليل النظري غير الكافي أثناء أحد الاختبارات إلى تفجير جميع عناصر النموذج الأولي. ^{[ بحاجة لمصدر ]} لعدد من الأسباب، بما في ذلك الحادث المذكور أعلاه والاعتقاد بأن الدبابات السوفيتية لديها دروع كافية، انتهى البحث. لم يتم إجراء المزيد من الأبحاث حتى عام 1974، عندما أعلنت وزارة الصناعة الدفاعية عن مسابقة للعثور على أفضل حماية للدبابات ^{[ بحاجة لمصدر ]} .

في الخمسينيات من القرن العشرين، أجرت ترسانة بيكاتيني ، وهي منشأة بحثية وتصنيعية عسكرية أمريكية، تجارب على شحنات القطع الخطية ضد الذخيرة المضادة للدبابات، وخلصت إلى أنها قد تكون فعالة مع وجود آلية استشعار وتشغيل مناسبة، لكنها أشارت إلى "قيود تكتيكية"؛ وتم رفع السرية عن التقرير في عام 1980. ^[3]

قام الباحث الألماني الغربي مانفريد هيلد بعمل مماثل مع جيش الدفاع الإسرائيلي في الفترة 1967-1969. ^[4] تم تركيب الدروع التفاعلية التي تم إنشاؤها على أساس البحث المشترك لأول مرة على الدبابات الإسرائيلية أثناء حرب لبنان عام 1982 وتم الحكم عليها بأنها فعالة للغاية. ^{[ بواسطة من؟ ]}

يتكون عنصر من عناصر الدروع التفاعلية المتفجرة (ERA) إما من صفيحة أو لوح من المتفجرات العالية محصورة بين لوحين معدنيين، أو من قضبان متعددة "على شكل موزة" مملوءة بالمتفجرات العالية والتي يشار إليها باسم الشحنات المشكلة. عند الهجوم بسلاح اختراق، تنفجر المادة المتفجرة، مما يؤدي إلى فصل اللوحتين المعدنيتين عن بعضهما البعض لإتلاف الدرع المخترق. من ناحية أخرى، تنفجر الشحنات المشكلة كل منها على حدة، فتطلق صفيحة واحدة على شكل مسمار، تهدف إلى صد أو تفجير أو قطع المقذوف القادم.

ويرجع هذا الاضطراب إلى آليتين. الأولى هي أن الصفائح المتحركة تغير السرعة الفعّالة وزاوية تأثير نفاثة الشحنة المشكلة، مما يقلل من زاوية السقوط ويزيد من سرعة النفاثة الفعّالة مقابل عنصر اللوحة. والثانية هي أن الصفائح مائلة مقارنة باتجاه التأثير المعتاد لرؤوس الشحنة المشكلة، ومع تحرك الصفائح للخارج تتحرك نقطة التأثير على اللوحة بمرور الوقت، مما يتطلب من النفاثة قطع ألواح جديدة من المواد. ويزيد هذا التأثير الثاني بشكل كبير من سمك اللوحة الفعّالة أثناء التأثير.

ولكي تكون فعالة ضد المقذوفات ذات الطاقة الحركية، يجب أن تستخدم ERA صفائح أكثر سمكًا وثقلًا وطبقة متفجرة أكثر سمكًا وفقًا لذلك. يمكن لمثل هذه ERA الثقيلة ، مثل Kontakt-5 التي طورها السوفييت ، أن تكسر قضيبًا نافذًا أطول من عمق ERA، مما يقلل بشكل كبير من قدرة الاختراق. ومع ذلك، لا يمكن تفكيك APFSDS الحديثة بواسطة ERA، حيث تحتوي عادةً على قلب قوي من اليورانيوم المستنفد.

إن أحد الجوانب المهمة في ERA هو سرعة انفجار العنصر المتفجر. إن زيادة سرعة الانفجار وزيادة سرعة اللوحة ستؤدي إلى تغذية المزيد من مادة اللوحة في مسار النفاثة القادمة، مما يزيد بشكل كبير من سمك اللوحة الفعال. هذا التأثير واضح بشكل خاص في اللوحة الخلفية التي تبتعد عن النفاثة، والتي تتضاعف ثلاث مرات في سمكها الفعال مع ضعف السرعة. ^[5]

كما تعمل تقنية ERA على مواجهة المقذوفات المتفجرة، والتي تنتجها شحنة مشكلة. ويجب أن تعمل تقنية ERA على تعطيل المقذوف القادم بحيث يتم توزيع زخمه في جميع الاتجاهات بدلاً من اتجاهه نحو الهدف، مما يقلل من فعاليته بشكل كبير.

لقد تم تقدير الدروع التفاعلية المتفجرة من قبل الاتحاد السوفييتي والدول المكونة له المستقلة الآن منذ الثمانينيات، وكل دبابة تقريبًا في المخزون العسكري لأوروبا الشرقية اليوم إما تم تصنيعها لاستخدام ERA أو تم إضافة بلاط ERA إليها، بما في ذلك حتى الدبابات T-55 و T-62 التي تم بناؤها قبل أربعين إلى خمسين عامًا، ولكنها لا تزال تستخدم اليوم من قبل وحدات الاحتياط. يستخدم الجيش الأمريكي الدروع التفاعلية على دبابات أبرامز كجزء من حزمة TUSK (Tank Urban Survivability Kit) وعلى مركبات برادلي، ويستخدمها الإسرائيليون كثيرًا على دباباتهم M60 المصنوعة في أمريكا .

تُستخدم بلاطات ERA كدروع إضافية (أو دروع تطبيقية ) لأجزاء مركبة قتالية مدرعة من المرجح أن تتعرض للضرب، عادةً الجزء الأمامي ( الحاجز ) من الهيكل والجزء الأمامي وجوانب البرج. يتطلب استخدامها أن تكون المركبة مدرعة بشكل كبير لحماية نفسها وطاقمها من انفجارات ERA.

إن التعقيد الإضافي لاستخدام ERA هو الخطر الكامن الذي يهدد أي شخص بالقرب من الدبابة عندما تنفجر إحدى الصفائح، على الرغم من أن انفجار رأس حربي مضاد للدبابات شديد الانفجار (HEAT) من شأنه أن يسبب بالفعل خطرًا كبيرًا على أي شخص بالقرب من الدبابة. على الرغم من أن صفائح ERA مخصصة للانتفاخ فقط بعد الانفجار، فإن الطاقة المجمعة لمتفجرات ERA، إلى جانب الطاقة الحركية أو المتفجرة للقذيفة، ستؤدي غالبًا إلى تفتيت الصفائح المتفجرة. يخلق انفجار صفيحة ERA كمية كبيرة من الشظايا، ويتعرض المارة لخطر شديد للإصابة المميتة. وبالتالي، يجب على المشاة العمل على مسافة ما من المركبات المحمية بواسطة ERA في عمليات الأسلحة المشتركة.

إن ERA غير حساس للتأثير بواسطة المقذوفات الحركية التي يصل عيارها إلى 30 ملم. تخترق قذيفة مدفع أوتوماتيكي APIT عيار 20 ملم عينة ERA صربية لكنها تفشل في تفجيرها. ومع ذلك، تشير المحاكاة الحاسوبية إلى أن مقذوف HEAT صغير العيار (30 ملم) سوف يفجر ERA، كما هو الحال مع الشحنات الشكلية الأكبر حجمًا وقذائف الاختراق APFSDS. ^[6]

تعمل NERA وNxRA بشكل مشابه للدروع التفاعلية المتفجرة، ولكن بدون البطانة المتفجرة. حيث يتم وضع صفيحتين معدنيتين بين بطانة خاملة، مثل المطاط. ^[7] عند الاصطدام بنفاثة معدنية من شحنة مشكلة، يتم تبديد بعض طاقة التأثير في طبقة البطانة الخاملة، ويتسبب الضغط العالي الناتج عن ذلك في انحناء موضعي أو انتفاخ للصفائح في منطقة التأثير. ومع انتفاخ الصفائح، تتحول نقطة تأثير النفاثة مع انتفاخ الصفائح، مما يزيد من السُمك الفعال للدرع. وهذا هو نفس الآلية الثانية التي تستخدمها الدروع التفاعلية المتفجرة، ولكنها تستخدم الطاقة من نفاثة الشحنة المشكلة بدلاً من المتفجرات. ^[8]

نظرًا لأن البطانة الداخلية غير متفجرة، فإن الانتفاخ أقل نشاطًا من الدروع التفاعلية المتفجرة، وبالتالي يوفر حماية أقل من الدروع التفاعلية المتفجرة ذات الحجم المماثل. ومع ذلك، فإن دروع NERA وNxRA أخف وزناً، وآمنة في التعامل، وأكثر أمانًا للمشاة القريبين، ويمكن نظريًا وضعها على أي جزء من المركبة، ويمكن تعبئتها في طبقات متباعدة متعددة إذا لزم الأمر. تتمثل إحدى المزايا الرئيسية لهذا النوع من الدروع في أنه لا يمكن هزيمتها عن طريق شحنات على شكل رأس حربي مترادفة، والتي تستخدم رأسًا حربيًا أماميًا صغيرًا لتفجير دروع تفاعلية متفجرة قبل إطلاق الرأس الحربي الرئيسي.

هذا القسم يحتاج إلى التوسعة . يمكنك المساعدة بإضافة المزيد إليه. ( مارس 2008 )

الدروع الكهربائية أو الدروع الكهرومغناطيسية هي تقنية دروع تفاعلية مقترحة. وهي تتكون من لوحين موصلين أو أكثر مفصولين بفجوة هوائية أو بمادة عازلة، مما يخلق مكثفًا عالي الطاقة . ^{[9] [10] [11] [12] [13]} أثناء التشغيل، يقوم مصدر طاقة عالي الجهد بشحن الدرع. عندما يخترق جسم قادم اللوحتين، فإنه يغلق الدائرة لتفريغ المكثف، مما يؤدي إلى إلقاء قدر كبير من الطاقة في المخترق، مما قد يؤدي إلى تبخيره أو حتى تحويله إلى بلازما ، مما يؤدي إلى تشتيت الهجوم بشكل كبير. ليس من المعروف للعامة ما إذا كان من المفترض أن يعمل هذا ضد كل من المخترقين بالطاقة الحركية ونفاثات الشحنة المشكلة، أو الأخيرة فقط. اعتبارًا من عام 2005، لم يتم تقديم هذه التكنولوجيا بعد على أي منصة تشغيلية معروفة.

هناك بديل كهرومغناطيسي آخر لـ ERA يستخدم طبقات من صفائح معدنية كهرومغناطيسية مع فواصل سيليكون على الجانبين المتناوبين. يؤدي الضرر الذي يلحق بالجزء الخارجي من الدرع إلى نقل الكهرباء إلى الصفائح، مما يتسبب في تحركها مغناطيسيًا معًا. ومع اكتمال العملية بسرعة الكهرباء، تتحرك الصفائح عند ضربها بالقذيفة، مما يتسبب في انحراف طاقة القذيفة بينما تتبدد الطاقة أيضًا في فصل الصفائح التي تنجذب مغناطيسيًا. ^{[ بحاجة لمصدر ]}

• درع مركب
• معادلات جورني

• مانفريد هيلد: "دليل براسي الأساسي للدروع التفاعلية المتفجرة والشحنات المشكلة"، براسي 1999، رقم ISBN 1-85753-225-2 
• جراسوالد، ماركوس؛ جوتسر، رافائيل؛ برينر، جاكوب؛ جرابنر، فلوريان؛ ليمان، تيمو؛ أوليريتش، أندريا (14 أبريل 2019). "هزيمة أنظمة الدروع والحماية الحديثة". ندوة التأثير فائق السرعة الخامسة عشرة لعام 2019. الجمعية الأمريكية للمهندسين الميكانيكيين. doi : 10.1115/HVIS2019-050 . ISBN 978-0-7918-8355-6. S2CID  240881543.

• تحديث الدفاع: بدلات الدروع التفاعلية
• تحديث الدفاع: حماية متقدمة للمركبات المدرعة الحديثة
• مختبر العلوم والتكنولوجيا الدفاعية: الدروع الكهربائية - تهديد قاذفات آر بي جي ^{[ رابط ميت دائم ]}