Смирнов Василий. Оценка эффективности защиты армейских Сиб

Оценка эффективности защиты армейских средств индивидуальной бронезащиты

Введение

Средства индивидуальной бронезащиты (СИБ) активно применяются практически всеми армиями мира при ведении боевых действий для снижения потерь личного состава от огня противника. Сегодня мало кто сомневается в необходимости их ношения. Однако оценить, насколько снижаются потери при применении того или иного варианта, и какой вариант оптимален для конкретных условий, достаточно сложно.

В данной работе на основе статистики распределения поражений среди раненых и убитых в различных конфликтах [1,2] проведена оценка эффективности наиболее распространенных типов армейских СИБ и даны рекомендации по выбору и оптимизации конструкции защитных комплектов для конкретных условий.

Оценка эффективности защиты СИБ

Анализируя статистику войн [1], можно сказать, что в среднем ранения головы и шеи составляют 14 %, а груди и живота - 17 %, области паха и таза - 4 %, конечностей - 65 %. Причиной смертельных ранений в 45 % случаев являются поражения в голову и шею, в 45 % случаев - в грудь и живот и в 10 % случаев - в конечности [1]. При этом в общевойсковом бою поражения располагаются согласно рис. 1. Высокую вероятность поражения крестца сзади и относительно малую вероятность поражения паха и живота можно объяснить тем соображением, что боец в большинстве случаев получает поражения во время перебежек в положении "пригнувшись". К сожалению, в рассматриваемом примере ранения не разделяются на осколочные и пулевые. Однако, учитывая положение бойца, можно прогнозировать малую эффективность грудных и спинных панелей усиления ввиду их практически горизонтального расположения. Это соображение вкупе с очень жесткими требованиями к массе носимой экипировки привело к отказу Армии США от комплектации общевойсковых бронежилетов (М1952, М1955, М69, М71, PASGT) противопульными панелями высоких классов защиты вплоть до принятия на снабжения бронежилета OTV "Interceptor" в 1998 г.

При этом, согласно статистике, во время Корейской войны защитная композиция мягкого бронежилета М1952, состоящая из 12 слоев нейлона, удерживала 68 % всех поражающих элементов: до 75 % осколков и до 24 % пуль при очень скромных по сегодняшним меркам защитных характеристиках - V50 = 425 м/с [2]. Защищающая способность противоосколочной структуры характеризуется показателем V50 - скоростью 50 % вероятности непробития защитной структуры модельным осколком (стальным шариком диаметром 6,35 мм и массой 1,05 г). Во время войны в Афганистане 100 % осколков и 42 % пуль были удержаны бронежилетом 6Б2, защитная структура которого имела показатель стойкости V50 = 640 м/с. Дальность непробития этой структуры пулей ПС-43 из автомата АКМ составляет 400 м, а дальность обстрела в большинстве случаев не превышает 200 м [2]. Удержание достаточно большого процента пуль связано с их деформацией и дестабилизацией после рикошета или пробития местных предметов перед попаданием в бойца. Поэтому можно предположить, что защитная структура стандартного бронежилета (V50 = 540 м/с) сможет задержать около 25..30 % пулевых поражений (рикошетирующих, дестабилизированных и фрагментированных после пробития различных препятствий пуль) и не менее 90 % осколочных поражений в жилет. Поверхностная плотность такой структуры составляет около 3 кг/м2 (для отечественных тканей).

<Рис.1>

Рис.1 Распределения поражений среди 286 Турецких солдат, получивших ранения в ходе 3-х дневных боевых действий 27-30.11.1950 [2].

При этом наиболее легкая на сегодняшний день противопульная защитная структура, применяющаяся для защиты от пулевых поражений из длинноствольного оружия (22-мм бронепанель из прессованного сверхвысокомолекулярного полиэтилена - СВМПЭ), имеет поверхностную плотность 21 кг/м2 и соответствует 3 классу защиты ГОСТ Р 50744-95. Она защищает от обстрела обычными пулями патронов 5,45х39, 7,62х39 и 7,62х51 с дистанции 10 м. С учетом небольшой распространенности бронебойных пуль [3], можно предположить, что она сможет задержать около 90 % пулевых поражений. Для задержания же 100 % пулевых поражений (нормального калибра) необходима структура 6а класса защиты ГОСТ Р 50744-95 с применением броневой керамики, имеющая поверхностную плотность не менее 36 кг/м2. В среднем, по опыту боевых действий, принимается, что 60 % пулевых поражений наносится спереди, 30 % сбоку и 10 % сзади.

Обобщив имеющиеся данные, можно оценить, насколько эффективной в бою окажется та или иная комбинация защиты. В качестве типовых комбинаций рассматриваются:

1. Противоосколочный бронежилет (70 дм2);

2. Противоосколочный бронежилет (70 дм2) и шлем (10 дм2);

3. Противоосколочный бронежилет с воротником (80 дм2) и шлем (10 дм2);

4. То же с одной (грудной, 8,5 дм2) противопульной панелью;

5. То же с двумя (грудной и спинной, 17 дм2) противопульными панелями.

6. То же с двумя (грудной и брюшной, 17 дм2) противопульными панелями.

Уровень противоосколочной защиты бронежилета и бронешлема V50 принимается одинаковым и равным 540 м/с, что соответствует вероятности непробития осколком 90 %, а пулей - 30 %. С учетом поверхностной плотности защиты (3 кг/м2), а также веса чехла, масса бронежилета без воротника принимается равной 3,1 кг, а с воротником - 3,4 кг. Масса шлема принимается равной 1 кг. Бронепанели усиления рассматриваются двух вариантов: наиболее легкие, из СВМПЭ, вероятность непробития которых пулями принимается равной 90 %, и тяжелые на основе керамики, вероятность непробития которых пулями принимается равной 100 %. При площади в 8,5 дм2 их масса составляет 1,8 и 3,1 кг соответственно для 3 и 6а классов защиты.

Вероятность попадания пули в одну переднюю панель из СВМПЭ составляет 5,1 %, что соответствует снижению летальности на 12,1 % и вероятности поражения на 4,6 %. При использовании керамических панелей летальность снижается на 13,5 % при снижении вероятности поражения на 5,1 %. Вероятность попадания пули в спинную бронепанель, с учетом малой вероятности обстрела в бою сзади (10 %), составляет 0,85 %, что соответствует снижению летальности на 2,0/2,25 % и вероятности поражения на 0,76/0,85 % для композитной и керамической бронепанелей соответственно.

В качестве основных типов конфликтов принимается война обычного типа, в которой соотношение пуля/осколок в среднем составляет 25/75, и противопартизанская война (контр-террористическая операция), в которой соотношение пуля/осколок составляет в среднем 50/50 [1]. Результаты расчета приведены в табл. 1. Снижение смертности при применении СИБ показано на рис.2. Относительная эффективность СИБ (отношение снижения смертности к массе жилета) показано на рис. 3.

Таблица 1. Расчет эффективности СИБ.

<Таблица 1>

Анализируя полученные данные, можно сделать вывод, что комплект противоосколочных СИБ массой 4,4 кг, состоящий из шлема массой 1 кг и бронежилета с воротником массой 3,4 кг, будет уменьшать вероятность ранения на 16..20 %, а вероятность смертельного ранения - на 47..59 % в зависимости от типа конфликта. Использование двух противопульных бронепанелей в варианте круговой защиты (грудная и спинная бронепанели) менее эффективно, нежели использование их для фронтальной защиты (грудная и брюшная бронепанели). Добавление еще двух бронепанелей общей массой 3,6 кг приведут к увеличению общей массы комплекта до 8 кг, что соответствует существующим сегодня требования к экипировке. При этом при фронтальном их размещении вероятность ранения бойца уменьшится на 21..23 %, а вероятность смертельного ранения - на 59..65 % в зависимости от типа конфликта.

<Рис.2>

Рис.2 Снижение смертности и вероятности поражения при применении СИБ.

<Рис.3>

Рис.3 Относительная эффективность СИБ (отношение снижения смертности к массе комплекта).

Добавление противопульных бронепанелей при рациональном их размещении уменьшает вероятность поражения всего на 3..5 %, а смертельного ранения - на 6..12 %. По сравнению с панелями из СВМПЭ применение керамических бронепанелей приведет к увеличению массы бронежилета на 2,5 кг при уменьшении вероятности поражения на 0,2..0,6 %, а смертельного ранения - на 0,7..1,5 %.

Рекомендации по выбору и оптимизации конструкции СИБ

Для того, чтобы рекомендовать тот, или иной вариант комплекта СИБ для конкретной боевой ситуации, помимо защитных свойств необходимо учитывать также и массу комплекта. Носимая масса экипировки при активной физической нагрузке оказывает изнуряющее действие на бойца, что сказывается на его боевой эффективности (ввиду падения скорости передвижения, точности стрельбы и т.д.). На рис. 4 приведена зависимость преодолеваемой дистанции бойцом в зависимости от массы экипировки [3].

<Рис.4>

Рис.4 Преодолеваемая бойцом массой 78 кг дистанция на 8-ми часовом марше в зависимости от массы экипировки [3].

На графике видно, что при увеличении массы экипировки с 14 до 45 кг дистанция дневного перехода уменьшается почти в 2 раза (с 30 до 16 км), а при массе экипировке в 55 кг - в 3 раза (до 10 км). По данным в/ч 33491 "Ржевка" каждый килограмм экипировки в диапазоне от 4 до 46 кг увеличивает время выполнения задачи (марш, штурм ротного опорного пункта) в среднем на 2 %.

Учитывая массу вооружения и снаряжения (боевая нагрузка без СИБ 14..21 кг в зависимости от воинской специальности [3]), для боевых действий, связанных с активными передвижениями и большими физическими нагрузками, целесообразно использовать наиболее легкие СИБ даже в ущерб их защищающей способности.

Максимальную относительную эффективность показывает комплект противоосколочных СИБ (рис. 3, 4). При массе в 4,4 кг его использование обеспечивает расчетное снижение летальности в 2,4 раза в условиях общевойскового боя. Его применение целесообразно при ведении боевых действий, связанных с большими физическими нагрузками.

Однако, в контр-террористической операции, летальность снижается всего в 1,9 раза ввиду большой доли пулевых поражений. Добавление одной или двух противопульных панелей из СВМПЭ увеличивает расчетную эффективность до 2,5 и 2,9 раз, а массу комплекта - до 6,2 и 8,0 кг соответственно, что при условии обеспечения умеренной физической нагрузки в бою можно признать допустимым. Применение же бронепанелей высоких классов защиты можно признать нецелесообразным, что согласуется с выводами (рис. 5).

<Рис.5>

Рис.5 Распределение средств поражения американских войск в Афганистане и Ираке по частоте применения и пробивающей способности [3]. Средство А - 7,62х51 M80, средство В - 7,62х54 ЛПС, средство С - 5,56х45мм SS109 [4].

В результате можно сделать следующие выводы:

1. Максимальный эффект с точки зрения снижения летальности при минимальной массе дает противоосколочный комплект СИБ, состоящий из бронежилета и бронешлема. Для повышения эффективности необходимо обеспечить максимальную противоосколочную защиту туловища и головы бойца путем увеличения воротника бронежилета, введением в комплект фартука (в т.ч. крестцового) и наплечников.

2. Достаточным уровнем противоосколочной защиты является структура, имеющая показатель V50 = 540 м/с, соответствующая 1 классу защиты ГОСТ Р 50744-95, вероятность непробития осколком которой приблизительно равна 90 %, а пулей - 30 %.

3. При совершении активных боевых действий ношение противопульных бронепанелей усиления нерационально. При совершении же краткосрочных штурмовых операций, а также всех видов боевой деятельности, когда боец находится в положении стоя, целесообразно применение противопульной защиты. Для увеличения эффективности противопульной защиты целесообразно обеспечение максимальной фронтальной защиты путем применения грудной и брюшной бронепанелей больших размеров. Применение спинной бронепанели для большинства тактических ситуаций нецелесообразно.

4. Противопульные бронепанели высоких классов защиты нецелесообразны - достаточно 90 % вероятности непробития бронепанели при условии отсутствия увеличения тяжести ранения при пробитии панели по сравнению с ее отсутствием. Этим требованиям на сегодняшний день отвечает 22-мм бронепанель из СВМПЭ, соответствующая 3 классу защиты ГОСТ Р 50744-95.

Нужно учесть, что полученные выводы являются усредненными по всем тактическим ситуациям. В случае ведения активных действий, когда боец перемещается преимущественно пригнувшись или ползком, эффективность противопульных панелей будет ниже, а в при обстреле в положении стоя (при несении караульной службы, марше и т.д.) - выше.

В комплект СИБ пехотинца в основном входят бронежилет и бронешлем. Оптимальным можно считать противоосколочный бронежилет массой 6,5..7 кг, защитная структура которого имеет показатель V50 = 540 м/с, с площадью защиты не менее 80 дм2, имеющий спинной, грудной и паховый карман под две сменные монопанели усиления 3 класса защиты ГОСТ Р 50744-95 из СВМПЭ общей площадью 15..17 дм2, и противоосколочный бронешлем массой 0,9..1 кг, защитная структура которого имеет тот же показатель противоосколочной стойкости.

При ведении боевых действий, связанных с большими физическими нагрузками, бронепанели из жилета целесообразно вынимать.

При ведении боевых действий средней интенсивности бронепанели целесообразно вставлять в паховый и грудной карманы.

При несении караульной службы и перемещении в транспортных средствах бронепанели целесообразно вставлять в грудной и спинной карманы.

Общая масса комплекта в полной комплектации составляет около 8 кг при обеспечении уменьшения смертности при поражении в 2,4..2,9 раза (59,3..65,1 %) в зависимости от тактической ситуации.

Заключение

Применение СИБ может незначительно снизить вероятность ранения при поражении (в 1,2..1,3 раза), однако при этом значительно снижается вероятность смертельного ранения (в 2..3 раза), т.е. уменьшается процент безвозвратных потерь.

Предложенный оптимизированный комплект СИБ пехотинца является концептуальным. В конкретных условиях возможно изменение как требований по площади и уровню защиты, так и по комплектации. Например, при высокой вероятности применения противником бронебойных пуль, целесообразно использование облегченных керамических бронепанелей 5..5а класса защиты (типа SAPI, входящей в комплект OTV [4]). Также для уменьшения санитарных потерь и тяжести ранений, целесообразно введение в комплект помимо бронежилета и бронешлема также и боевого защитного костюма (БЗК), совмещающего функции средства маскировки и противоосколочной защиты конечностей. Его применение может с 1,2..1,3 до 2 раз снизить вероятность поражения бойца при значительном уменьшении тяжести осколочных ранений конечностей. Однако смертность уменьшится незначительно, что с учетом увеличения носимой массы и стоимости защитного комплекта может привести к нецелесообразности применения БЗК в некоторых условиях.

При необходимости самостоятельного выбора комплекта СИБ из имеющихся в наличии на рынке изделий целесообразно ориентироваться на изложенные выше рекомендации. Ввиду нерациональности конструкции существующих изделий эффективность их применения будет несколько ниже. В частности, можно рекомендовать комплект СИБ, состоящий из противоосколочного бронежилета с одной грудной панелью из СВМПЭ массой 4,5..4,8 кг и противоосколочного бронешлема массой 1,0..1,2 кг, который при массе 5,5..6,0 кг обеспечит уменьшение смертности в 1,9..2,2 раза (46,5..53,6 %) в зависимости от тактической ситуации.

Литература:

1. Концептуальные основы создания СИБ / В. И. Байдак [и др]. - М.:2003.

2. Wound Ballistics/ L.D. Heaton (ed). - U.S. Army Medical Department, 1962.

3. Lightening Body Armor/ Kenneth Horn. - U.S. Army Technical Report of RAND Corp., 2011.

4. Легкие баллистические материалы /А. Бхатнагар. - М., Техносфера, 2011.

Оставить комментарий © Copyright Смирнов Василий (vasiliy_smirnoff@mail.ru) Размещен: 21/05/2013, изменен: 21/05/2013. 18k. Статистика. Статья: Естествознание Иллюстрации/приложения: 6 шт.		Ваша оценка:
Аннотация: В данной работе на основе статистики распределения поражений среди раненых и убитых в различных конфликтах проведена оценка эффективности наиболее распространенных типов армейских СИБ и даны рекомендации по выбору и оптимизации конструкции защитных комплектов для конкретных условий.

Смирнов Василий: другие произведения.

Оценка эффективности защиты армейских Сиб