Blindaggio in compositi

Ilblindaggio in compositioppurearmatura in compositiè un tipo dicorazzaturache consiste nell'associazione o alternanza di strati di materiale differente qualimetallo,plastichespeciali,ceramica balistica,o l'impiego di spazi cavi riempiti diariao di gas inerti o estinguenti in pressione.

Lacorazza compositaè, nella terminologia dell'industria militare, un tipo di corazzatura percarro armato.

Il veicolo militare leggeroPlasan Sand Cat,da 5 tonnellate, che ha nellascoccaun'armatura in compositi integrata

Corazza composita laminata in ceramica-kevlar, risultati del test balistico

Caratteristiche

La maggior parte delle armature composite impiegate attualmente sono più leggere rispetto a protezioni della stessa qualità in metallo, anche se spesso occupano un maggiore volume per fornire la stessa resistenza alla penetrazione. È stato possibile progettare armature in compositi più forti, leggere e meno voluminose rispetto alla corazza tradizionale inacciaioomogeneo, ma con costi spesso proibitivi, che hanno ristretto l'uso alle parti più vulnerabili di un veicolo, coinvolte nella sua distruzione catastrofica (serbatoi, depositi di munizioni). Il loro principale scopo è quello di resistere almunizionamentoanticarrodel tipoHEAT.

Storia

Proiettili HEAT

I proiettili esplosivi a testata cava HEAT ponevano in serio pericolo i veicoli corazzati già sin dallo loro introduzione durante laseconda guerra mondiale(nellalente esplosivadell'arma tedescaPanzerfaust). Leggeri, piccoli e relativamente economici, i colpi HEAT possono tuttavia penetrare decine dicentimetridi corazza inacciaio.

La capacità di alcuni materiali di resistere ai colpi HEAT segue la "legge di densità", che stabilisce che la penetrazione dei getti incandescenti e concentrati provocati dallecariche esplosive caveè proporzionale alla radice quadrata delladensitàdel rivestimento interno della carica cava (tipicamente si utilizza ilrame) divisa dalla radice quadrata della densità del bersaglio. In base al peso, gli obiettivi più leggeri (ad esempio ilveicolo trasporto truppeM113,costruito inalluminio) sono più vulnerabili rispetto a bersagli in metallo pesante (acciaio inossidabile,tungsteno,uranio impoverito,ecc.). Alcuni materiali hanno un "punto dolce" in termini di densità che li rende particolarmente utili in questo ruolo.

"Combination K" del carro armato sovietico T-64

Il primo utilizzo diffuso dell'armatura composita è avvenuta nelT-64sovietico.Utilizzava una corazza denominata "Combination K",formata da una specie difibra di vetroe plastica intramezzata tra due spessi strati d'acciaio interno ed esterno. Attraverso un processo fisico noto cometissotropia,laresinapassa allo stato liquido sotto pressione costante, permettendo che l'armatura sia modellata in forme curve.

I modelli successivi delT-64,di nuovo disegno, utilizzavano unaggregatodi resina riempita dicarburo di boroche dava una protezione notevolmente migliore. Tuttavia la qualità dei carri armati prodotti in quest'epoca differiva ampiamente; se non era disponibile il costosocarburo di boroa sufficienza, per poter raggiungere laquota di produzioneminima di carri richiesta dalle autorità centrali, il carro armato sarebbe stato spedito con la cavità per i compositi piena di qualsiasi "composito passabile" (come la resina con fibra di vetro) o addirittura senza alcun riempimento. Per risolvere questo problema, i sovietici indagarono e investirono ampiamente nellacorazza reattiva(inventata e usata dagliisraelianinella guerra del1967), che dava loro una certa capacità dicontrollo di qualità,anche nella fase successiva all'assemblaggio.

Materiali più avanzati per le piastre

Piastre in SICADUR (carburo di silicio) perAPC.

Tra i materiali più avanzati utilizzati per costruire le piastre di queste corazze, possiamo citare vari tipi diceramica balistica,come ilcarburo di boro,il SICADUR (carburo di silicio).

Solitamente queste piastre, poste sotto la carrozzeria inacciaiovengono incollate sopra una superficie inkevlar(facilmente sagomabile e tagliabile conlaser), che serve da base per le tegole, prodotte con dimensioni, sagome e curvature predefinite.

Le piastre si assomigliano come struttura a quelle inseribili in vari tipi digiubbotto antiproiettile.

Materiali di scelta

• Acciaio,economico e resistente, ma pesante, può essere inserito nelle parti più basse ed esterne della carrozzeria, e nel vano motore (per la resistenza alle alte temperature e la capacità diconduzione termica), dove contribuisce a una buona distribuzione dei pesi, abbassando ilbaricentro.Gli strati intermedi sono in ceramica balistica e quelli interni in kevlar, per evitare la "spallazione".
• Araldite(resina bi-componente resistentissima, che può esseretornita)
• Carburo di boro.
• Dynema(polietileneultra-denso)
• Kevlar(noto anche come Aramide o Twaron)
• SICADUR(carburo di silicio,di colore nero)
• Titanio(piuttosto costoso, leggero,amagnetico,resistente soprattutto alle alte temperature)

Corazza Chobham

Oggigiorno il tipo più comune di corazza incompositiè lacorazza Chobham,sviluppata e utilizzata daibritannicinel carro sperimentaleFV 4211 tank,che si basava su alcune componenti del carro armatoChieftain.

Inizialmente definita "corazzatura Chobham" (dal nome del laboratorio inglese dove veniva progettata) la corazza composita è il frutto di 5 anni di studi coperti da segreto militare. La corazza del Chobham consiste in un "sandwich"di strati diceramicainframezzati tra due grossi strati di corazza in acciaio, disposizione che si mostrò molto valida nell'aumentare la resistenza ai colpi HEAT, anche in confronto ad altri progetti che integravano armatura composita.

Struttura dinamica della Chobham

Il carro armato da combattimentoChallenger 2dell'esercito britannico, che utilizza lacorazza Chobham

La corazza composita Chobham è strutturata a strati: quelli esterni sono costituiti da lastre diacciaioche assolvono il compito di contenere le piastre di ceramica (per aumentare la resistenza alle testate termiche e a carica cava) immersi in una matrice di materiale plastico (per aumentare l'elasticità contro le testate ad energia cinetica). Durante l'assemblaggio, le piastre devono essere raccordate tra loro in modo particolare per non generare punti deboli lungo le linee di saldatura: tutto ciò aumenta il grado di complessità durante la costruzione, al contrario delle più deboli corazze convenzionali fuse in un pezzo solo.

Sebbene il segreto persista tuttora, in dettaglio essa è stata descritta come composta di piastre diceramica balisticaincastrate in un telaio metallico e saldate ad una piastra posteriore e vari strati elastici. A causa dell'estrema durezza del tipo di ceramica utilizzato, questa corazza offre una resistenza superiore contro i proiettili acarica cavacome gliHEATe infrange i proiettili perforanti come gliAPFSDS.

Le piastre di ceramica assorbono e distribuiscono l'energia cinetica in modo simile a quello che fanno i tasselli deldomino,dal momento che si trovano a contatto, ogni piastra trasferisce l'energia cinetica ricevuta dal proiettile a due che si trovano dietro, queste due ad altre tre, queste a quattro e così via: in questo modo l'energia cinetica concentrata del colpo sabot o della testata a carica cava, viene a distribuirsi aventaglio,arrivando molto diluita alla parete posteriore in acciaio, e dopo di essa allo spazio della cabina della torretta con l'artigliere e il capocarro.

Questo tipo di corazza venne inizialmente usato per il carro anglo-iranianoShir 1e destinato all'esportazione all'IrandelloShahper un ordine totale di più di mille carri. Il cambiamento politico in quel paese (Rivoluzione iraniana del 1979) portò al blocco degli ordini: dopo avergli cambiato il nome (Challenger) ed aggiungendo qualche piccola modifica per adattarli al mercato europeo, i veicoli già prodotti vennero così acquistati dall'esercito Britannicoper sostituire iChieftain.

M1A2 Abrams

Il sistema Chobham si dimostrò una tale miglioria che venne presto impiegata anche nell'allora recentecarro armato da combattimentopesante statunitenseM1 Abrams.La fabbricazione della ceramica in grosse "tegole", disposte su di un largo arco metallico-elastico, dà ai lati della torretta dei carri armatiChallengere Abrams quella forma grossolana, ad angoli retti, da alcuni definita "aspetto di masso tagliato".

Le ultime versioni dei carri M1A2 statunitensi hanno ricevuto un ulteriore strato di corazza costituito dauranio impoverito:pur garantendo un'aumentata resistenza, tale materiale causa un enorme aumento del peso complessivo del veicolo (a 65-75 tonnellate) e di conseguenza dei consumi di carburante durante la marcia.

Forma

A causa delle necessità produttive, le corazze composite non possono essere impiegate in veicoli dalle forme arrotondate (come le torrette del carri armati sovietici) ma impone forme squadrate e spigolose: il profilo "angolato" dell'M1statunitense e delChallenger 2britannico sono conseguenti all'adozione delle corazze composite per gli scafi di tali carri. Tutti gli attuali carri occidentali come ilLeopard 2tedesco montano corazze composite. I più leggeri carri armati dei paesi dell'ex-Unione Sovietica presentano soltanto in qualche punto (come sul frontale inclinato), ma nei lati adoperano lacorazza reattivaesplosiva. Anche le corazze del carro italianoArietesono accreditate per essere costruite in materiale composito.

Funzionamento del Chobham

Il meccanismo preciso utilizzato dalla corazzatura Chobham nel resistere ai colpi HEAT venne rivelato neglianni ottanta.La fotografia ad alta velocità mostrava come il materiale ceramico si frammenta via via che il colpo HEAT penetra, i frammenti, che acquistano una disordinataenergia cinetica(con movimenti rotazionali e di spostamento laterale non utili alla penetrazione del colpo) sconvolgono la geometria del getto di metallo generato dallacarica cava,diminuendo grandemente la penetrazione.

L'efficacia del sistema è stata ampiamente dimostrata nel corso dellaDesert Storm,dove non si perse neanche un solo carro armato Challenger dell'esercito britannicoin seguito al fuoco nemico. Nonostante questo, un Challenger 2 venne distrutto inIraqil 23 marzo del2003da "fuoco amico":persero la vita due carristi dopo che un colpo penetrò all'interno di unoblòdella torretta. Attualmente la corazzatura di tipo Chobham si trova nella sua terza generazione e viene utilizzata da alcuni carri armati moderni occidentali, come ilChallenger 2britannico, l'Abrams M1A1nordamericano e ilLeopard 2(A5/A6) dellaBundeswehrtedesca.

Utilizzo

Il carroarmatofranceseLeclerc,il carro armato giapponeseType 90,il veicolo "Al-Khalid"delPakistane i carricarri da combattimentocinesiTipo 96/98 eTipo 99utilizzano estesamente una corazza modulare in compositi. L'utilizzo di moduli di armatura in compositi facilita l'aggiornamento, la riparazione e il trasporto dell'armatura separata dal resto del veicolo.

Il carroarmatorussoT-80e il carroAl-Khaliddel Pakistan usano l'armatura composita in abbinamento con lacorazza reattivasuperficiale "ERA", rendendo più difficile la penetrazione della corazza alle testate a carica cava dei missili anticarro degli elicotteri e dei razziRPG.

Peraltro, le corazze reattive forniscono soltanto una protezione marginale contro le munizioni ad energia cineticaAPDS"Sabot"sparate dai carri armati, costituiscono un pericolo per lafanterianelle vicinanze, e possono essere "spellate" (ad es. con raffiche dimitragliatrice pesanteda 12,7 come laBrowning M2;oppure con colpi di cannone da 40 mm, come ilBoforsdelM247 DIVAD).

Diffusione nei blindati leggeri

Piaste in ceramica balistica per veicoli "leggeri" (2-6 tonnellate)

In seguito il blindaggio in compositi è stato applicato a veicoli più piccoli e leggeri, a partire dalla scala deijeep.Molti di questi sistemi sono applicati come aggiornamenti alla corazza esistente, fatto che rende difficile sistemarli attorno a l'intero veicolo e dunque vengono piazzati in punti strategici da proteggere. Nonostante tutto hanno spesso una sorprendente efficacia; le piaste aggiuntive in ceramica balistica al corazzato leggeroM113canadesevennero eseguite negli anni novanta, dopo che venne constatato in varie prove che poteva offrire una migliore protezione rispetto agliAPCcome il più recenteM2 Bradley.

Costi

Pur garantendo una doppia o tripla resistenza rispetto a corazze di solo acciaio di spessore simile, la corazza composita risulta piuttosto costosa da produrre e fa inevitabilmente lievitare il costo finale del veicolo da combattimento.

Voci correlate

• Blindatura
• Ceramica balistica
• Corazzatura

Collegamenti esterni

• Challenger 2 Main Battle Tank,sufas.org.