El blindaje con dos o más placas espaciadas a cierta distancia se incluye en la categoría de blindaje espaciado . El blindaje espaciado puede ser inclinado o no inclinado. Cuando está inclinado, reduce el poder de penetración de las balas y los perdigones sólidos, ya que después de penetrar cada placa, los proyectiles tienden a voltearse, desviarse, deformarse o desintegrarse; el blindaje espaciado que no está inclinado generalmente está diseñado para brindar protección contra proyectiles explosivos, que detonan antes de alcanzar el blindaje primario. El blindaje espaciado se utiliza en vehículos militares como tanques y excavadoras de combate. En una aplicación menos común, se utiliza en algunas naves espaciales que utilizan escudos Whipple .
El primer blindaje espaciado se utilizó en buques de guerra de hierro y acero a partir de mediados del siglo XIX. Entre el fino blindaje exterior de varias partes menos importantes y el grueso blindaje principal (que protegía torretas, depósitos de munición, calderas y turbinas) se construían espacios de almacenamiento, búnkeres de carbón o petróleo, etc. ( clase Lord Nelson ). Algunos buques (p. ej. Tirpitz , Takao , King George ) tenían capas exteriores más gruesas y capas interiores más delgadas para reducir el daño causado por el proyectil penetrante. A partir de 1900 se construyeron algunos cruceros y acorazados con blindaje espaciado moderno, donde la fina capa exterior estaba destinada únicamente a dañar los proyectiles (p. ej. clase Littorio ). [1] [ verificación fallida ]
Los mamparos para torpedos también sirven como una forma especial de blindaje espaciado para buques de guerra.
El blindaje espaciado de los tanques se ha utilizado desde la Primera Guerra Mundial, cuando se instaló en los tanques franceses Schneider CA1 y Saint-Chamond . Las últimas variantes del Panzer III tenían blindaje espaciado frontal: una capa de acero endurecido de 20 mm de espesor frente al blindaje principal de 50 mm de espesor. Los proyectiles impactados eran dañados físicamente por la placa de 20 mm, por lo que el blindaje principal podía soportar impactos mucho mayores. [ cita requerida ] Debido a la falta de materiales, la industria alemana finalmente cambió al blindaje homogéneo laminado (RHA), que es menos efectivo y debido al proceso de producción más lento, la técnica no se extendió en los tanques alemanes.
En el diseño de blindaje espaciado integral es importante que cada capa sea lo suficientemente gruesa como para causar un daño adecuado al proyectil o al chorro. Por lo tanto, el grosor de cada capa debe alcanzar aproximadamente la mitad del diámetro del proyectil que se espera que impacte. [ cita requerida ]
Muchos tanques alemanes de la Segunda Guerra Mundial usaban faldones blindados ( Schürzen ) para hacer que su blindaje lateral más delgado fuera más resistente a los rifles antitanque , contrariamente a la creencia popular de que los Schürzen alemanes estaban diseñados contra proyectiles de carga hueca. [2] [3] Los rifles PTRS rusos comunes podían penetrar 35-40 mm de blindaje a distancias de combate comunes, mientras que muchos tanques alemanes solo tenían 30 mm de blindaje en sus costados. Por lo tanto, los faldones añadían 8 mm de grosor adicional para compensar la diferencia y, en teoría, podían hacer que el proyectil cayera, mejorando la protección contra esas armas. Sin embargo, estos rifles siguieron siendo útiles durante toda la guerra. [4]
El análisis de posguerra del blindaje espaciado en el campo de pruebas de Aberdeen, Estados Unidos , concluyó que el blindaje espaciado era ineficaz si las capas tenían un grosor aproximadamente igual. Numerosos ensayos demostraron invariablemente que las combinaciones de múltiples placas proporcionaban "considerablemente menos protección que una sola placa sólida del mismo grosor total". Esto se debe a que la sección media de las placas proporciona más resistencia a la penetración que las superficies delantera y trasera, y por lo tanto, tener una placa más gruesa ofrece un mejor rendimiento. En cambio, las capas adicionales de blindaje deberían ser las más delgadas necesarias para obtener la posibilidad de fracturar el proyectil, lo que da los mejores resultados en la mejora de la protección, aunque este efecto no fue constante y podría mitigarse mediante un mejor diseño del proyectil. Los proyectiles que impactan contra el blindaje espaciado inclinado a mayores distancias de separación también podrían hacer que el proyectil gire para impactar la segunda placa en un ángulo más perpendicular, lo que hace que el blindaje adicional sea peor que nada. [5] No se consideró que el blindaje espaciado ofreciera una protección suficientemente mejor contra los proyectiles perforantes como para justificar la mayor complicación que planteaban, y por lo tanto su uso fue limitado y finalmente reemplazado por un blindaje compuesto más efectivo. [6]
La mayor parte del blindaje espaciado de la Guerra Fría fue diseñado contra municiones cinéticas de calibre medio a bajo (por ejemplo, cañones automáticos de 30 mm y proyectiles HESH de 76 mm ), especialmente faldones laterales de vehículos. La mayoría de ellos estaban hechos de placas RHA ( Centurion ) o cauchos reforzados gruesos ( T-72 ), y funcionaban de la misma manera que los de la Segunda Guerra Mundial. Algunos vehículos blindados de la Segunda Guerra Mundial usaban redes de troncos de madera a cierta distancia del casco como blindaje espaciado improvisado para proteger al vehículo de minas magnéticas , cargas huecas arrojadizas y granadas, y ocasionalmente métodos suicidas (por ejemplo, la mina de estocada japonesa ). Este método se utilizó en los tanques medianos M4 Sherman estadounidenses y T-34 soviéticos , entre otros.
La idea es que esta fina capa de blindaje detone las ojivas explosivas de forma prematura. Las ojivas antitanque de alto poder explosivo (HEAT) utilizan un chorro de cobre o acero de hipervelocidad concentrado para penetrar el blindaje. Para ser eficaces, las ojivas HEAT deben detonar a una distancia específica del blindaje primario del objetivo para garantizar la máxima penetración. La detonación temprana puede reducir la penetración de la munición HEAT, pero de hecho puede mejorar la penetración si la bala detonaba originalmente demasiado cerca del blindaje. Debido a las limitaciones en la longitud de los proyectiles, muchos diseños detonan intencionalmente a una distancia menor que la óptima, y la penetración óptima requiere una distancia de separación de más de un metro para muchos de los primeros proyectiles. Por lo tanto, los faldones convencionales son ineficaces contra HEAT. [7] [8] [5] .
Para aumentar la eficacia de los faldones contra las armas HEAT, algunos tanques de mediados de la Guerra Fría ( los primeros T-64 ) tenían un blindaje de tipo branquial. Consistía en unos pocos faldones cortos en el lateral del vehículo que se abrían en terreno abierto en un ángulo de entre 30 y 45°, aumentando el espacio entre el blindaje y la placa. Era eficaz (relación masa-eficiencia), pero se desprendía fácilmente del vehículo, por lo que no se extendía demasiado. [ cita requerida ]
Una versión especial de la armadura reactiva espaciada es la armadura de láminas . Utiliza la potencia del proyectil que impacta (RPG, ATGM) para destruirlos. Las láminas de acero colocadas a una distancia específica tienen una probabilidad de romper la espoleta de un RPG-7 para que no se produzca la detonación. [7] También proporciona cierta protección contra las granadas. [ cita requerida ]
En respuesta a las ojivas HEAT, HESH y APFSDS cada vez más eficaces, en la década de 1960 se reintrodujo el blindaje espaciado integral en el Leopard 1 alemán y más tarde en el Merkava . Los espacios entre las placas aumentan la distancia que debe recorrer un proyectil para llegar al interior de un vehículo. A veces, las superficies interiores de estas cavidades están inclinadas, presentando ángulos con respecto a la trayectoria prevista del chorro o el penetrador cinético de la carga hueca para disipar aún más su potencia. El blindaje RHA espaciado de dos (o más) capas fue muy eficaz contra las primeras municiones APFSDS de acero y tungsteno, porque la varilla se dañaba gravemente al penetrar la primera capa y, por lo tanto, era ineficaz contra el blindaje interior. Por lo tanto, un espesor y un peso totales de acero mucho más delgados eran suficientes contra un proyectil específico. Por ejemplo, un peso dado de armadura se puede distribuir en dos capas de 15 cm (6 pulgadas) de espesor en lugar de una sola capa de 30 cm (12 pulgadas) [ dudoso – discutir ] , dando una protección mucho mejor contra las municiones HESH y APDS, pero su efecto sobre las cargas huecas era limitado. [9] [ verificación fallida ] Así que los investigadores militares intentaron aumentar la eficiencia de la armadura espaciada cambiando los materiales utilizados y aumentando el número de capas, desde principios de los años sesenta.
Los blindajes espaciados multicapa, que también utilizan materiales especiales, son una transición hacia los blindajes compuestos, la mayoría de estos últimos también son blindajes parcialmente espaciados.
En el caso del Leopard 1A3 y variantes posteriores , la capa exterior del blindaje espaciado era de acero endurecido y el espacio estaba rellenado con elastómero , por lo que la eficacia del efecto de fragmentación de la capa exterior contra APFSDS era sobresaliente, y también se incrementó la protección contra las primeras ojivas HEAT. El blindaje adicional BDD de las series T-55 y T-62 se basaba en el mismo efecto, pero tenía múltiples capas dentro del elastómero, por lo que duplicaba aproximadamente la protección frontal de estos tanques contra armas APDS y HEAT, e hacía que las áreas del complemento fueran inmunes a las rondas HESH. [10] En el T-64 y principios del T-72 (hasta el T-72M1) y el T-80 (hasta mediados del T-80A) se utilizó stekloplastik (un plástico especial de grado militar reforzado con fibra de vidrio denso presurizado) como relleno del blindaje espaciado del glacis superior frontal. Este plástico fue eficaz para reducir la concentración del chorro de cargas huecas y para desestabilizar los penetradores cinéticos. [11]
Las placas de acero endurecido se han convertido en algo habitual para la parte exterior del blindaje espaciado desde la década de 1980, no solo en los tanques, sino también en los APC y los IFV. Con este blindaje adicional, incluso el delgado blindaje del APC es suficiente contra balas cinéticas de 12,7 mm ( actualizaciones Stryker y BTR-80 ) y 14,5 mm ( Bradley , BMP-3 ) y también proporciona cierta protección contra los IED.
El aumento del número de capas en el blindaje espaciado aumenta el daño físico y la desestabilización de los proyectiles y penetradores cinéticos, por lo que es común en los blindajes más modernos utilizar capas sucesivas alternando entre capas más blandas (aire, aluminio o plástico) y más duras (RHA, SHS). Con múltiples capas también aumenta la probabilidad de rebote en caso de proyectiles cinéticos. Por ello, los blindajes posteriores del T-72B y del T-90 utilizaron un blindaje espaciado de siete capas (con placas de acero endurecido) para lograr una protección mucho más fuerte a costa de un aumento mínimo del peso. [ cita requerida ]
Los tanques más avanzados de finales de la Guerra Fría fueron equipados con faldones multicapa ( Leopard 2 ), en los que los efectos pasivos (o reactivos) redujeron significativamente la efectividad de la munición HEAT. Al mismo tiempo, estos elementos ya son pesados y tienen un grosor considerable, lo que aumenta el tamaño y el peso del vehículo y dificulta el mantenimiento. Los tanques rusos y algunos occidentales llevan bloques de blindaje reactivos a explosivos para aumentar la efectividad del blindaje espaciado (particularmente en el caso de los faldones laterales, p. ej. TUSK y T-90 ) y del blindaje frontal principal. [10] [12]
Casi todos los tanques occidentales y japoneses modernos y la mayoría de los soviéticos usaban algún tipo de blindaje espaciado en los frentes y los costados. Los paneles laterales de las superestructuras generalmente contienen combustible, baterías y otros elementos menos vitales o munición de armas secundarias, porque también reducen la efectividad de los proyectiles penetrantes. En las áreas más importantes (blindaje frontal y costados de la torreta) la cavidad del blindaje espaciado contiene paneles compuestos. Desde la década de 1980, la mayoría de los tanques occidentales tienen bloques de blindaje compuesto en la parte frontal de los faldones, hechos de acero endurecido o blindaje NERA ( blindaje no reactivo a explosivos , conocido como "blindaje Burlinghton"). La mayoría de los MBT modernos (por ejemplo, T-72B , Leopard 2 , M1 , Type 10 , K2 , T-90 , Type 96 ) tienen blindaje NERA en su blindaje espaciado que complementa el blindaje cerámico interno y los revestimientos antifragmentación en algunos casos. Por el contrario, los tanques soviéticos se fabricaron inicialmente con insertos de cerámica ( corindón o silicato ) ( T-64 A, T-72 A, T-72M1, T-80 ) y los insertos de estilo NERA se extendieron más tarde en las versiones mejoradas de sus vehículos (T-72B, T-80A, T-72BU ). [11] [13] [12] [14] Más detalles en el blindaje compuesto .
En la actualidad, los blindajes espaciados compuestos con una capa exterior de acero endurecido (a menudo rellena con NERA o insertos de cerámica) se están volviendo más comunes en los tanques de batalla ligeros más avanzados ( ZTQ-15 ) y los vehículos de combate de infantería ( Namer , Puma ). [15] [16]
A medida que los diseños se fueron especializando, se fueron utilizando cada vez más materiales. Los más importantes son:
Algunos tanques de batalla principales (MBT) y vehículos de combate de infantería modernos llevan faldones de caucho o acero (endurecido en algunos casos) para proteger su relativamente frágil suspensión y el blindaje lateral inferior y el glacis inferior, a menudo combinando los dos. Algunos rellenos de elastómero (por ejemplo, las celdas flotantes y las pantallas del M551 , la capa de protección contra la radiación del T-72B ) se comportan como un blindaje espaciado, donde la capa elástica reduce de manera efectiva la concentración del chorro de ojivas HEAT. Los Leopard 1A3 y 1A4 y el blindaje adicional de los T-55 y T-62 utilizan un relleno de poliestireno denso para aumentar la efectividad del blindaje espaciado. Los primeros MBT rusos de segunda generación utilizan plástico denso reforzado con fibra de vidrio a presión como relleno en el blindaje espaciado del glacis superior frontal, que es incluso más efectivo que el elastómero puro. [ cita requerida ]
El blindaje NERA también utiliza elastómeros prensados entre dos o tres láminas de acero o capas de aluminio; actúa como el blindaje ERA con menor eficacia, pero no se destruye durante el uso, por lo que puede resistir múltiples impactos en el mismo lugar. La mayoría de los MBT modernos utilizan alguna capa de NERA dentro de su blindaje espaciado o como capa exterior. [14]
Mientras que el blindaje normal debe alcanzar un equilibrio entre dureza y ductilidad , el blindaje espaciado puede construirse a partir de placas con diferentes propiedades materiales para aumentar la eficacia contra los penetradores de energía cinética. La mayoría de los blindajes espaciados de la Guerra Fría y modernos utilizan un blindaje homogéneo laminado como capa interior y una placa delgada (10-30 mm) de acero semiendurecido y endurecido en la cara como capa exterior. La capa exterior delgada pero muy dura actúa como una placa de ruptura y fragmentación, lo que permite que el blindaje principal se diseñe mucho más delgado con el mismo nivel de protección. Los diseños más avanzados utilizan acero triplemente endurecido o altamente endurecido. En algunos casos, se agrega aluminio al blindaje de acero endurecido como una capa intermedia más blanda para desestabilizar los proyectiles y los chorros HEAT mediante cambios de densidad. [ cita requerida ]
El Leopard 2 utiliza una primera etapa de blindaje inclinada (perturbador), una segunda etapa especialmente endurecida (disruptor) y una tercera etapa (absorbedor) más blanda y de alta ductilidad. El perturbador está diseñado para desviar por completo o manipular la dirección de los penetradores de energía cinética entrantes. Si se produce la penetración, el proyectil se hace añicos y se fragmenta al impactar en el disruptor. Suponiendo que las dos primeras etapas funcionen correctamente, la etapa absorbente captura los fragmentos y las astillas.
Algunos vehículos blindados de combate utilizan la cavidad de su blindaje espaciado como tanques de combustible o espacios de almacenamiento, y los buques de guerra los utilizan como búnkeres de carbón o petróleo, y como habitaciones para componentes no vitales (por ejemplo, cuartos de lavado, almacenamiento de alimentos). Los materiales que llenan estos espacios podrían ralentizar aún más el proyectil penetrante, aumentando la protección. El blindaje espaciado de los vehículos blindados modernos contiene rellenos especiales que forman blindajes compuestos.
El escudo Whipple utiliza el principio de blindaje espaciado para proteger a las naves espaciales de los impactos de micrometeoroides muy rápidos . El impacto con la primera pared derrite o rompe la partícula entrante, lo que hace que los fragmentos se dispersen por un área más amplia al impactar con las paredes posteriores.