Стекло закаленное (сталинит)
Закаленное стекло - стекло, поверхность которого быстро охлаждена от температуры близкой к точке размягчения так, что остаточные напряжения сжатия остаются на поверхности после полного охлаждения.
Закалка увеличивает термическую и механическую прочность стекла и приводит к тому, что оно разрушается на более мелкие фрагменты без острых углов, нежели обычное стекло.
Сталинит (закалённое стекло) — стекло, многократно нагретое до температуры закалки (540—560°С) с последующим быстрым равномерным охлаждением воздухом. В результате такой обработки в поверхностных слоях стекла образуются остаточные напряжения сжатия, обеспечивающие его повышенную механическую прочность, термостойкость и безопасность при разрушении. Разбиваясь, такое стекло разрушается на множество мелких осколков с тупыми гранями, которые не способны причинить серьёзные травмы. В связи с этим сталинит применяется при остеклении транспортных средств, витрин,стеклянных дверей. Готовые сталинитные стёкла не подлежат резке, сверлению и другой механической обработке.
В автомобильной промышленности сталинит используют для изготовления боковых или задних автостекол. Для производства лобовых стекол используют триплекс. Автомобильные стекла, сделанные из сталинита, маркируются словом "Tempered" или буквой "T"
Прозрачная броня
Прозрачная броня — броня, получаемая соединением слоёв силикатного стекла (закалённого, отпущенного, упрочнённого химическим травлением) со слоями полиуретанов, метилметакрилатов и поликарбонатов. Назначением прозрачной брони является защита людей, вооружения и военной техники, от воздействия поражающих средств — пуль и осколков боеприпасов. В настоящее время существует в толщинах от 25 до 200 мм.
Требование оптической прозрачности и стремление обеспечить повышенное сопротивление внедрению высокоскоростного ударника обуславливают использование при изготовлении прозрачной брони упрочнённого силикатного стекла или иных высокотвёрдых прозрачных материалов (например, сапфира), обладающих повышенной прочностью на сжатие. При этом склонность к хрупкому разрушению таких материалов снижается, отчасти, конструктивным путём - составлением стеклоблока из ряда слоёв материала, соединяемых в монолит прозрачной полимерной клеящей плёнкой.
История
Применение прозрачной брони началось в конце 1930-х годов, и было вызвано развитием военной авиации. Вслед за появлением прозрачного фонаря кабины пилота из безосколочного органического стекла появляется необходимость защиты лётчика от пулемётного огня самолётов противника. Ввиду жёстких массовых и габаритных ограничений, присущих авиации, защита лётчика могла быть обеспечена лишь от самого малого (и наиболее массового) калибра пулемётно-пушечного вооружения того периода 7,62-7,92 мм. Это в полной мере относится как к прозрачной, так и к непрозрачной (металлической) броне, последняя по массе, выделенной на защиту самолёта, заметно превосходила прозрачную броню. В период Второй мировой войны прозрачная броня устанавливалась практически на всех типах боевых самолётов воюющих государств — истребителях, истребителях-бомбардировщиках, штурмовиках и бомбардировщиках.
Отечественная прозрачная «таблетированная» броня марки К-4 установливалась на штурмовике Ил-2. Представляла собой слоистую композицию с внешним слоем из закалённого стекла «сталинит» толщиной 34 мм — набранного из плиток 100х150 мм, и внутренним слоем или «подушкой» из органического стекла 30 мм[1]. Выпускалась в виде плоских плит, слои соединялись тонкой плёнкой поливинилбутираля. При толщине 64 мм и массе 120 кг/ кв. м броня не пробивалась 7,62 мм бронебойной пулей при стрельбе практически в упор. В том или ином виде «таблетированная» броня применялась на всех типах советских самолётов — истребителях Яковлева Як-7 и Як-9, Лавочкина Ла-5 и Ла-7 и др. Полигонные испытания отечественной прозрачной брони обстрелом проводились бронебойной пулей Б-30 по нормали к поверхности брони, дистанция стрельбы составляла 30 м. К 1943 году создана улучшенная броня марки К-5 со сплошными слоями силикатного стекла, установлена на штурмовике Ил-10. В СССР работы по созданию прозрачной брони на основе органического стекла проводились Всесоюзным институтом авиационных материалов ВИАМ. Один из создателей брони Дубнов. Руководители этой работы Б.В. Ерофеев и М.М. Гудимов были удостоены «Сталинской премии»[2].
На немецких самолётах широко применялась «триплексированное» бронестекло — пакет из закалённых стеклопластин, склеенных в монолит прозрачным клеем. На самолётах Fw-190 серий А4-А8 устанавливалось четырёхслойное (6+17+18+6 мм) лобовое бронестекло толщиной 50 мм под углом 25 градусов к продольной оси машины. Масса стеклоблока 14,6 кг или 120 кг/ кв. м [3]. Испытания брони на стойкость проводилось на образцах размером 400х330 мм одиночным обстрелом бронебойной пулей SmK 7,9 мм из пулемета MG 17 с дистанции 50 м.
В целом, потивопульная прозрачная броня, при равной со стальной броней стойкости, имела приблизительно одинаковую с ней массу квадратного метра защиты и в четыре раза большую толщину, последнее является, своего рода, платой за прозрачность. Аналогично стальной (металлической) броне, с увеличением угла обстрела прозрачной брони от нормали, её стойкость увеличивается (дистанция непробития брони уменьшается). Иными словами стойкость брони положительно реагирует на изменение косинуса угла соударения. Серийная прозрачная броня периода Второй мировой войны в толщинах 50-60 мм обеспечивала защиту от 7,62-7,92 мм бронебойных пуль с нулевой дальности. При этом стеклоблок толщиной 60 мм выдерживал бронебойную пулю по нормали, а блок толщиной 50 мм - под углом, с учётом конструктивного угла установки прозрачной брони. Использованная на истребителях «Спитфайр Mk.VB» и Р-39 «Аэрокобра» 38-мм лобовая броня фонаря кабины обеспечивала только частичную защиту от бронебойных пуль винтовочного калибра. Прозрачная броня толщиной 76 мм защищала от 12,7-мм бронебойных пуль[4]. Лобовое бронестекло толщиной 75 мм, установленное на германском самолёте-штурмовике Hs-129, рассчитано на защиту лётчика с передней полусферы от 12,7-мм бронебойных пуль зенитного пулемета «ДШК» с дальностей 200—300 м. Среди конструкторов бронезащиты известен некий парадокс, согласно которому броня поражается совсем не теми средствами, на защиту от которых рассчитана. В действительности имеются свидетельства очевидцев времен войны о защите (спасении) лётчика при прямых попаданиях 20-мм разрывного снаряда в лобовое бронестекло кабины Ил-2.
На заключительном этапе войны происходит резкое увеличение толщин прозрачной брони, установленной на немецких реактивных истребителях Ме 163, Ме 262, He 162, Не 280 и др. Указанное было связано с тактикой их боевого применения по бомбардировщикам союзников (США и Великобритании), оборонительное вооружение которых было широко представлено крупнокалиберными 12,7-мм пулемётами «Кольт-Браунинг». В этом случае действие 12,7-мм пуль по броне самолёта-перехватчика происходило, в том числе, на встречных курсах, т.е. при сложении векторов скоростей, при собственной скорости реактивного самолёта V=200 м/c. С учётом этого обстоятельства, на новых реактивных истребителях устанавливалось усиленное бронирование лётчика и некоторых уязвимых агрегатов только со стороны передней полусферы с обеспечением полной защиты от указанного калибра. Прозрачная броня фонаря кабины рассчитывалась на действие 12,7-мм бронебойных пуль и имела толщину 90-100 мм, толщины поперечной стальной брони, перекрывающей сечение фюзеляжа, достигали рекордных для авиации значений 15 и 20 мм[5][6][7].
В начале 1950-х годов в СССР, не без влияния немецкой практики защиты реактивных истребителей, была создана авиационная прозрачная броня для защиты от бронебойных снарядов 20-мм пушки Испано-Сюиза HS.404. Пушка HS.404 обладала наибольшей среди авиапушек этого калибра дульной энергией. Такая броня толщиной 124 мм была создана и установлена, в частности, на штурмовике Ил-40 (см. Ссылки), истребителе-бомбардировщике Су-7 и некоторых др. летательных аппаратах. Однако столь тяжёлая пассивная защита, её масса составляла порядка 280 кг/ кв. м (масса стеклоблока 43 кг), с связи с бурным развитием сверхзвуковой авиации и ракетного вооружения самолётов, скоро стала анахронизмом, и при переходе к следующему поколению самолётов 1970-х годов от неё отказались. В этот же период, в связи со сменой военной доктрины СССР, отказались и от самих самолётов-штурмовиков. Однако в США в этот период был принят на вооружение ВМС палубный штурмовик А-4 «Скайхок», прослуживший в строевых частях более 25 лет и широко применявшийся в вооруженных конфликтах 1960-х, 1970-х и 80-х годов.