Kumulatív töltetek
A kumulatív páncéltörő lőszerek bevezetése, amelyek képesek voltak a viszonylag vastag acélpáncélt átütni, más anyagok és páncélszerkezetek kutatásához vezetett.
A legegyszerűbb modell a monolit páncélon a kumulatív töltet által okozott átütés mértékére abból a feltételezésből indul ki, hogy a folyamat hidrodinamikai jellegű, és a lenti egyenletet eredményezi. Az egyenlet segítségével kimutatható, hogy egy kumulatív töltet átütésének aránya egy adott anyagba (tₓ), illetve acélba (tₐ) egyenlő a ρₓ és ρₐ sűrűségarányuk fordítottjának négyzetgyökével, azaz:
TE = tₓ/tₐ = √(ρₐ/ρₓ)
Alumínium
A kumulatív töltetek elleni védelemhez szükséges kisebb sűrűségű anyagok tömege kisebb, mint az acélé. A kérdéses anyag vastagsághatásfoka (TE) így:
acél sűrűsége (ρₐ): 7850kg/m³
alumínium sűrűsége (ρₓ): 2660kg/m³
TE = √(ρₐ/ρₓ) = √(7850kg/m³ / 2660kg/m³) = √(2.95) = 1.7
alumínium páncéltöltet a T-64-es tornyában
Polimetil-metakrilát (plexi)
Az alumíniumnál kisebb sűrűségű polimer anyagok még jobbak. Például az 1180 kg/m³ sűrűségű polimetil-metakrilát hatásfoka:
TE = √(ρₐ/ρₓ) = √(7850kg/m³ / 1180kg/m³) = √(6.65) = 2.57
Ez az arány természetesen pusztán elméleti, de a kisebb sűrűségű anyagok fölénye a kumulatív töltetek elleni védelemben a gyakorlatban is sok esetben bebizonyosodik, és egyesek nem csak ugyanolyan jók, hanem még jobbak is, mint amit elméleti hatásfokuk sugallna.
Dízel üzemanyag
Hasonlóképpen, egyes folyadékok az alacsonyabb sűrűségük által nagyon hatékonyan ellenállnak a kumulatív tölteteknek. Ilyen például a dízelüzemanyag, amelynek sűrűsége jellemzően 820 kg/m3 .
TE = √(ρₐ/ρₓ) = √(7850kg/m³ / 820kg/m³) = √(9.57) = 3.09
Elméletileg tehát a hatásfok 3.09, de a kísérletek azt mutatják, hogy a gyakorlatban ennél nagyobb is lehet. Ez azt jelzi, hogy az üzemanyag tartályok elrendezésének segítségével jelentősen növelhető a harckocsik kumulatív töltetek elleni védelme, ami az 1950-es évek óta épített néhány harckocsiban, többek között a svéd S-tankban, az izraeli Merkavában és az M1 Abrams-ban meg is valósult.
Annak ellenére azonban, hogy egyes alacsony sűrűségű anyagok által a formált töltetek ellen nyújtott védelem tömege lényegesen kisebb, mint az egyenértékű acélpáncéloké, ezek közül egyetlen anyag sem képes védelmet nyújtani a kinetikus energiájú lövedékek ellen. Ezért önmagukban nem használhatók, de hatékonyan kombinálhatók más, nagyobb sűrűségű anyagokkal.
Kvarckavics és masztix
Az Egyesült Államokban a második világháború vége felé kezdődtek meg a kísérletek arra, hogy kis sűrűségű, nem fémes anyagokkal növeljék a harckocsik védelmét a formázott töltetű fegyverek ellen. Ezek közül a legígéretesebb eredménynek a HCR2 néven ismert kvarckavics és egy aszfaltból és fából álló, masztix keverékét tartották. Ebből 250 mm vastagságú paneleket készítettek, amelyeket 1945-ben néhány amerikai M4 közepes harckocsin kipróbáltak, de a kísérleti lövészeteken túl nem használták fel.
Szilícium töltetű acélpáncél
Az 1950-es években az Egyesült Államokban két másik, nem fémes anyagokat tartalmazó páncélzatot fejlesztettek ki. Az egyik a szilíciumos maggal rendelkező páncél, amely öntött acélpáncélba ágyazott, jellemzően 64 mm vastag olvasztott szilícium-dioxidból állt. Ezt az amerikai M48-as harckocsik továbbfejlesztett változataiban kívánták alkalmazni, és az 1950-es évek közepén több amerikai páncélos tervébe is belekerült. Még 1958-ban is fontolóra vették az amerikai M60-as harckocsi esetében, de akkor ismét elvetették az ötletet, részben a gyártás nehézségei és költségei miatt.
Az általa nyújtott védelmi javulás is korlátozott volt. Maga a fuzionált szilícium-dioxid hatásfoka körülbelül 3, de az azt tartalmazó acélpáncélzat együttes teljes hatásfoka csak 1.4 volt, és ilyen mértékű javulást egyszerűbben el lehetett érni az RHA-ról a nagy szilárdságú acélpáncélzatra (HHS) való áttéréssel, amelyet az 1960-as években kezdtek el fejleszteni.
amerikai elképzelés 1958-ból...
... és a szovjet megvalósítás 1979-től (T-72A), illetve jelentős áron a szövetségesek számára értékesített szovjet licensz 1986-tól (T-72M1)
Üveg
Az Egyesült Államokban az 1950-es években kifejlesztett másik páncéltípus acélba zárt üvegtömbökből állt. Ezt az M48-as harckocsikra applikált páncélzat formájában próbálták ki, és nagyjából ugyanolyan mértékű védelmet nyújtott, mint a szilíciumos magpáncélzat, de a gyakorlatban ezt sem alkalmazták.
a folytatásban egy brit városka következik...
)
