Pansar: Från Stål Till Komposit
När de första stridsvagnarna rullade över slagfälten i Europa, hade de pansar för att stå emot fientlig kulspruteeld och splitter från briserande granater. Tiderna förändrades dock fort och snart fanns en uppsjö av vapen avsedda för att stoppa dessa stålbestar i sina spår.
Mycket har hänt sedan dess. Den moderna tidens vapen är flertalet gånger mer kraftfulla än de pansarvärnskanoner och stridsvagnskanoner som fanns under de båda världskrigen.
Således tvingades även pansarstålet att utvecklas för att kunna stå emot den ökade hotbilden.
I dagens artikel tittar vi på de försvarssytem och bepansring som finns på stridsvagnar. Från de första pansarplåtarna till dagens moderna kompositmaterial.
Vi kommer även att syna kampen mellan pansarvärn och pansar. Vilken sida har övertaget idag och hur kommer framtiden att se ut?
Stål Mot Stål
För att skydda både besättning och utrustning måste en stridsvagn kunna tåla eld från ett stort antal olika vapen. Det absolut mest grundläggande försvaret ett pansarfordon kan ha är pansarstål.
Denna typ av skydd har följt med stridsvagnens utveckling sedan dess första steg på slagfältet. Stål är starkt - pansarstål är ännu starkare. Denna typ av stål förbereds på ett speciellt sätt för att uppnå den styrka man vill ha. Detta för att kunna stå emot de enorma krafter som olika projektiler kan utsätta materialet för.
För att inte beskriva i detalj hur man förbereder stål, så kan man enkelt uttrycka det som att man vill få det starkaste stålet möjligt utan överdriven vikt. När man designar en stridsvagn så är just vikten (mobiliteten, eller hur rörlig vagnen är) och skyddet två av de tre viktigaste beståndsdelarna. Den tredje är beväpningen.
De stridsvagnar som föddes ur mellankrigstiden, alltså under 1920- och 1930-talet, hade ett förhållandevis magert skydd. Under denna tid var pansarvärnsgeväret det största hotet förutom sprängladdningar, vilka kunde placeras på stridsvagnen av närgånget infanteri.
Men under denna tid föddes också vad som skulle komma att bli stridsvagnens ultimata fiende: pansarvärnskanonen (hädanefter: pv-kanon). Dessa kanoner var oftast av samma sort som de som bestyckade stridsvagnarna. Skillnaden var dock att pv-kanonerna lättare kunde kamoufleras och döljas på slagfältet.
Detta möjliggjorde att pv-kanoner ofta kunde få in skott i det tunnare sido- och bakpansaret på stridsvagnar, vilka slagit sig igenom frontlinjen. Nyare stridsvagnar med bättre pansar krävde dock att pv-kanonerna utvecklades med allt grövre kalibrar och av större storlek.
Pansarplåtarna på dessa tidiga stridsvagnar var av två huvudsakliga konstruktioner: svetsade eller bultade. Att pansarplåtar monterades ihop med hjälp utav bultar var det allra vanligaste under mellankrigstiden. En anledning till att denna metod övergavs var att vid en träff av en projektil kunde bultarna slås loss och förvandlas till dödliga projektiler inuti stridsvagnen.
Ett annat problem med att bulta ihop pansarplåtarna var att pansarstålet runt bultarna kunde spricka vid en träff eller nära träff av en projektil. Detta innebar att pansarplåten försvagades.
Förbättrade Produktionsmetoder
Svetsning av pansarplåt var ett bättre alternativ. Det var både en billigare och en snabbare produktionsmetod. Dock hade även svetsning sina nackdelar. Sömmarna där två pansarplåtar svetsats ihop kunde utgöra svagheter i bepansringen. Detta eftersom sömmarna inte nödvändigtvis var av samma enhetliga styrka som resten av pansarplåtarna.
Därför var det ofta produktionskvaliteten som avgjorde en enhetlig styrka i pansarstålet. En god svetsare kunde utan tvekan göra ett bra jobb för att säkra styrkan i sömmarna - men detta var nog mer ett undantag än någon regel.
Men eftersom det inte krävdes någon omfattande industriell process för att svetsa, så kunde man lättare reparera skadat pansar ute i fält. Detta var naturligtvis till stor fördel både för de stridande stridsvagnsbesättningarna och det högre ledarskapet.
En tredje metod var gjutning, det vill säga att man göt hela pansaret som en enhetlig del. Eftersom man varken behövde bultar eller svetsning i denna process så skapade detta generellt sett bättre bepansring och färre svaga punkter. Men denna form av produktion var inte heller utan problem.
Bland annat så visade det sig att desto tjockare stål man göt - desto större risk fanns det för att håligheter eller svaga punkter uppkom i pansaret. Således förblev svetsning den föredragna metoden för de flesta nationer både under det andra världskriget och i tiden efter.
Själva pansarstålet skulle även detta utvecklas under det andra världskriget. Bland annat infördes en ny produktionsmetod där man rullade glödheta plåtar ihop med varandra. Detta kan föreställas som att man rullar ihop en bunt med presentpapper: det blir hårdare desto flera lager man rullar.
På engelska kallas detta för: rolled homogeneous armor (RHA) och detta blev en internationell måttstock över hur mycket pansar en projektil kunde slå sig igenom.
Påbyggnadspansar
Under det andra världskriget blev det uppenbart att de stridsvagnar som fanns i tjänst inte kunde stå emot verkan av RSV-granater. Det tyska pansarskottet (hädanefter: p-skott) Panzerfaust var ett exempel på detta.
Panzerfaust vägde drygt 7 kg, kunde opereras av en man och krävde inte någon omfattande utbildning för att bruka. Trots sin förhållandevis lilla storlek så kunde detta p-skott slå igenom runt 200mm pansar. Detta var mer än nog för att kunna bekämpa alla stridsvagnar i tjänst under denna tid - med råge.
Även de tyska stridsvagnarna var under hot från RSV-granater och använde sig av pansarplåtar vilka monterades en bit ifrån sidopansaret. Dessa kallades för schürzen (översatt: förkläde) och hade också en viss effekt på vanliga pansarprojektiler.
[Se även avsnittet om skiktat pansar nedan.]
När en RSV-granat träffade dessa pansarplåtar briserade denna innan träff på det egentliga sidopansaret. Detta reducerade drastiskt dess genomslagsförmåga.
Andra metoder för att öka skyddet var att man placerade delar av drivband över pansaret. Även sandsäckar, stockar, cement och/eller betong användes som påbyggnadspansar.
Stålet Blir Till Komposit
Det växande bruket av pansarspränggranater (speciellt i skepnad av granat/raketgevär) - vilka ofta kunde slå igenom mera pansarstål än vanliga pansarprojektiler - innebar att man fick tänka om hur pansaret på stridsvagnar skulle utvecklas för att bemöta detta hot.
Vanligt pansarstål skulle behöva konstrueras av en sådan tjocklek att vikten av pansaret skulle innebära stora problem för stridsvagnens mobilitet.
Men redan under 1950-talet experimenterade amerikanska stridsvagnsingenjörer med en ny sorts pansar. Denna typ av pansar var av kompositmaterial, en blandning mellan stål och sammansmält kvartsglas. Kompositmaterialet monterades mellan två vanliga pansarplåtar av stål.
Mätt i en propotion mellan vikt och skydd så är t.ex. kvartsglas bättre än stål.
I västvärlden används i huvudsak en typ av kompositpansar som utvecklades i Storbritannien under 1960-talet. Denna typ kallas för Chobham. Dess exakta komponenter är hemlighetsstämplade - av goda skäl - men kompositpansar har samma funktion oavsett material.
I öst utvecklade Sovjetunionen sin egen variant kallad Kombination-K. Detta innehåller enligt utsaga en blandning av fiberglas och korund (ett mineral som bland annat rubiner består utav).
Kompositmaterial av denna typ kallas för keramer. De är lättare till vikten än stål men med liknande styrka, varför det har blivit ett populärt alternativ till pansarstål.
Trots att den egentliga tanken är att motverka pansarspränggranater, så verkar kompositpansar även mot kinetiska projektiler. Keramer är spröda och spricker, men fördelar anslagsenergin från projektilen över en större yta.
Men trots sin styrka så har kompositpansar sina svagheter. Bland annat förlorar pansaret sin effektiva styrka vid flera träffar på samma yta. En annan nackdel är att keramiskt material är flera gånger dyrare att framställa än pansarstål.
För att undgå dessa nackdelar så framställer man nu kompositdelar av mindre storlek. Tidigare hölls även kompositdelarna ihop av starkt epoxylim, men på senare tid så pressas delarna istället ihop under värme. Denna metod förstärker pansaret ytterligare och de mindre kompositdelarna minskar risken för att flera projektiler träffar exakt samma yta.
Dagens kompositpansar är inne på tredje generationen och starkare legeringar av material väntar troligtvis i framtiden. Frågan är hur långt utvecklingen av kompositmaterial kan sträcka sig i förhållande till utvecklingen av nyare medel för att bryta pansar.
Tomrum och Hål - Ett Pansar i Sig
Till sist finns det en till metod man kan ta till för att öka bepansringen. Men detta sätt handlar inte om att förstärka pansaret med tjockare material, utan istället att skapa hålrum i det. Hålpansar (eller perforerat pansar) kallas detta för och i konstruktionen så borrar man ett mönster av hål i pansarplåten.
Dessa hål är av en diameter som är mindre än det förväntade hotet, det vill säga de vanligaste pilprojektilerna och pansarprojektilerna som man tror sig kunna möta i strid. Vanligtvis så staplar man hålpansar efter varandra och omväxlar hålmönstret. Man kan även snedborra hålen för att skapa större påverkan på en träffande projektil.
Tanken är att en projektil som träffar ett hål eller kanten på ett hål utsätts för betydande sidokrafter. Effekten av detta blir att projektilen kan ändra sin bana, brytas sönder eller helt enkelt tappa så mycket rörelseenergi att det bakomliggande pansaret står emot bättre.
Denna typ av pansar finns bland annat på den tyska Leopard 2 stridsvagnen (Stridsvagn 122 i svensk tjänst). Med tanke på att ryska pilprojektiler (likt många andra) har en diameter på runt 18-25mm, beroende på projektil, så kan man gissa att hålen i detta pansar är någonstans runt 7-15mm i diameter. Möjligtvis lite större.
En nackdel med hålpansar är att det är beroende på det typ av hot det är tänkt att skydda emot. En typ av hålpansar skyddar inte lika effektivt mot alla tänkbara pansarbrytande projektiler. Dock är de flesta pilprojektiler av jämförbar storlek världen över.
Skiktat pansar är när man monterar flera pansarplåtar med ett tomrum emellan sig. När en pansarprojektil träffar den första pansarplåten förlorar den en del utav sin rörelseenergi innan den träffar nästa pansarplåt. Detta kan bland annat få projektilen att ändra bana och den andra pansarplåten fångar även upp det splitter som skapas vid ett genomslag.
Dessa skikt verkar i flera delar. Första delen verkar som pansar men är ofta sluttat för att försöka få projektilen att ändra riktning. Den andra delen (vilken ofta består av ett hårdare material) verkar som det huvudsakliga pansaret, medan den tredje fångar upp splitter och eventuellt även den kvarvarande pansarprojektilen.
Skiktat pansar fungerar dock bättre mot pansarspränggranater än mot kinetiska pansarprojektiler. Att ha flera skikt med olika sluttning kan bryta upp eller störa verkan från en pansarspränggranat. Detta fungerar ungefär som ett RSV-galler eller liknande.
Tanken med detta är att projektilen skall färdas så långt som möjligt innan den når innanmätet på en stridsvagn. På så sätt kan man reducera dess potentiella genomslagsverkan. För varje skikt som projektilen träffar så finns det även en chans att den ändrar sin bana.
Skiktat pansar är ett effektivt sätt att använda sig av om man inte har tillgång till resurser för att framställa kompositpansar. Kan man kombinera de två så kan man uppnå ett mycket bra skydd för stridsvagnens besättning.
En nackdel med skiktat pansar är att skikten måste monteras med ett visst avstånd från varandra för att ha effektiv verkan som skydd. I detta avseende är man alltså fortfarande begränsad när det kommer till hur mycket pansar man kan montera på ett pansarfordon.
På grund av artikelns längd kommer denna att delas upp i två delar. Den andra delen kommer att avhandla passiva och aktiva försvarssystem.