Amerykański czołg średni M4 miał dość mocny pancerz, ale nie chronił przed wszystkimi obecnymi zagrożeniami. Od pewnego czasu poważnym problemem stało się kilka rodzajów granatników ręcznych. W związku z tym regularnie podejmowano próby wzmocnienia standardowego pancerza różnymi elementami napowietrznymi. Jednym z rezultatów takich prac był pierwszy amerykański zestaw dodatkowego pancerza kombinowanego z niemetalicznym wypełniaczem.
Zagrożenia i odpowiedzi
W czołgach M4 pierwszej modyfikacji przedni występ kadłuba miał grubość 50, 8 do 108 mm. Nachylenie i zakrzywiony kształt części zapewniały pewien wzrost poziomu ochrony. Następnie górna przednia część stała się grubsza - 63,5 mm. Występ boczny we wszystkich modyfikacjach był chroniony przez 38 mm pancerza. Czoło wczesnej wieży miało grubość 76,2 mm, natomiast późniejsze maski chronione były pancerzem 89 mm.
Czołgi były chronione przed kulami i odłamkami, a także przed artylerią małego i średniego kalibru. W tym samym czasie główne działa czołgów niemieckiej produkcji przebiły przedni pancerz kadłuba i wieży z co najmniej setek metrów. W latach 1943-44. Amerykańscy czołgiści musieli zmierzyć się z nowym zagrożeniem w postaci granatników o napędzie rakietowym, które przy udanym trafieniu pewnie przebijały pancerz i uderzały w załogę lub jednostki wewnętrzne.
Początkowo czołgiści próbowali samodzielnie walczyć z nowym zagrożeniem. Pancerz zawieszono za pomocą gąsienic, worków z piaskiem, desek i innych „dodatkowych rezerwacji napowietrznych”. Z oczywistych względów skuteczność takich funduszy pozostawiała wiele do życzenia, dlatego rozpoczęto poszukiwania pełnoprawnej i wykonalnej dodatkowej ochrony.
Kompozycje HRC
Departament Uzbrojenia Armii USA rozpoczął nowe badania w połowie 1943 roku i kontynuował je do końca wojny. Przede wszystkim rozważono różne opcje bloków pancerza napowietrznego, różniące się gatunkiem stali, grubością i konfiguracją. Ponadto zbadano możliwość zastosowania materiałów alternatywnych, m.in. częściowe odrzucenie metali.
Zastąpienie stali pancernej innymi materiałami teoretycznie pozwoliło uzyskać ten sam poziom ochrony przy znacznym zmniejszeniu masy - lub zwiększyć ochronę bez zwiększania parametrów masy. Poszukiwania optymalnego składu takiej zbroi trwały przez długi czas. Testy gotowych próbek rozpoczęły się dopiero na początku 1945 roku.
Aby wzmocnić ochronę czołgu, proponowano zawieszenie metalowych skrzynek wypełnionych nietypowym „plastikowym pancerzem”. Pierwsza wersja takiego „pancerza”, pod oznaczeniem HRC1, była mieszaniną 50% wypełniacza aluminiowego i spoiwa - 40% asfaltu lub smoły z 10% mączką drzewną. Drugi tor, HRC2, był znacznie prostszy i tańszy. Składał się z 80% żwiru kwarcowego. Kamienie sklejono w jedną strukturę przy użyciu mieszaniny 15% asfaltu i 5% mączki drzewnej. Zaplanowano wlanie mieszanki do grubościennej aluminiowej skrzynki z łącznikami do montażu na zbiorniku.
Kompozycje HRC różniły się od stali pancernej niższą twardością i wyższą ciągliwością, a także znacznie niższą gęstością. Zakładano, że skumulowany odrzutowiec lub pocisk przeciwpancerny, przechodząc przez napowietrzny blok z aluminiowymi ścianami i „plastikowym pancerzem”, straci większość energii, a resztę ugasi własny pancerz czołgu. Ponadto nagłe przejście między różnymi mediami powinno spowodować dodatkowe obciążenia pocisku lub odrzutowca.
Na podstawie wyników wstępnych testów z ostrzałem modułów eksperymentalnych skład HRC2 uznano za bardziej udany. Mieszanka żwirowa łączyła rozsądną wagę, wysokie właściwości ochronne i niski koszt produkcji. Wszystkie dalsze prace przeprowadzono tylko przy użyciu tej kompozycji.
Zbiornik z blokami
Po wybraniu optymalnego „plastikowego pancerza” Departament Uzbrojenia rozpoczął prace nad zestawem osprzętu do seryjnego czołgu M4. Jednocześnie nie wykluczono fundamentalnej możliwości tworzenia podobnych produktów dla pojazdów opancerzonych innych typów. W rzeczywistości modyfikacje nowego pancerza musiały różnić się tylko liczbą i kształtem poszczególnych modułów.
Zaproponowano zbudowanie dodatkowej ochrony zbiornika z oddzielnych elementów o różnych kształtach. Każdy taki blok był pudełkiem wykonanym z aluminium ze ściankami i dnem o grubości 25,4 mm. Pomiędzy ścianki wylano warstwę HRC2 o grubości 254 mm. Na pokrywach pudeł przewidziano wsporniki do zawieszenia na zbiorniku; pasujące haki zostały dodane do jego zbroi. Zawieszenie wykonano za pomocą stalowych lin 12,7 mm.
Zestaw opancerzenia czołgu M4 zawierał sześć modułów chroniących występ boczny. Miały kanciasty kształt, dzięki czemu zakrywały komorę bojową i silnikową. Na wieżę zaproponowano siedem bloków. Dwie znajdowały się po bokach maski, dwie kolejne wisiały po bokach. Rufa pokryta była jednym szerokim modułem. Doświadczony czołg nie otrzymał dodatkowej ochrony czoła kadłuba. Być może takie elementy pojawią się później.
Komplet górnego pancerza wykonanego z aluminium i HRC2 dla M4 ważył 8 t. Masa kompletu stali pancernej o tych samych właściwościach ochronnych przekraczałaby 10-12 t. Jednak w tym przypadku pojazd pancerny został poważnie obciążony.
Żwir na próbach
Prototypowy zestaw nowego pancerza wyprodukowano dopiero jesienią 1945 roku. W tym samym czasie na poligonie w Aberdeen testowano prototyp oparty na seryjnym M4. Głównym celem testów, z oczywistych względów, była zwiększona ochrona.
Podczas testów ostrzału stwierdzono, że RPzB. 54 Panzerschreck i Panzerfaust 100 (deklarowana penetracja 200-210 mm) są w stanie uszkodzić moduł bojowy lub nawet go przebić, ale po tym nie zagrażają pancerzowi czołgu. Moduły wieży z powodzeniem poradziły sobie z ostrzałem, a boczne bloki kadłuba kilkakrotnie przebiły się - ale bez trafienia w czołg.
Różne wyniki uzyskano przy strzelaniu pociskami przeciwpancernymi kalibru do 76 mm. Moduł HRC2 pochłonął część energii pocisku, ale reszta wystarczyła do silnego ciosu w pancerz. Poziom ochrony przed zagrożeniami kinetycznymi okazał się znacznie niższy niż w przypadku zawiasowego modułu stalowego o tej samej masie. Ponadto skrytykowano system zawieszenia modułu - pod ostrzałem kabel mógł się zerwać, a czołg stracił cały blok pancerza.
Backlog na przyszłość
Pancerz na zawiasach na bazie aluminium i mieszanki HRC2 w trakcie niezależnych testów i testów na czołgu jako całości okazał się całkiem dobry. Z powodzeniem rozwiązała swoje główne zadanie, mocno osłabiając moc skumulowanego odrzutowca, chociaż skuteczność przeciwko pociskom podkalibrowym była niewystarczająca. Przy tym wszystkim zbroja była dość prosta i tania w produkcji. Montaż i wymiana uszkodzonych bloków również nie była trudna.
Niemniej jednak oryginalne moduły napowietrzne nie zostały przyjęte do eksploatacji i wprowadzone do produkcji seryjnej. Głównym powodem był koniec wojny i następujące po niej procesy. Armia amerykańska nie potrzebowała już środków nadzwyczajnych w celu wzmocnienia pojazdów opancerzonych. W warunkach pokojowych możliwe było dokładniejsze zbadanie kwestii pancerza napowietrznego, a nawet rozpoczęcie prac nad zupełnie nowym czołgiem, który początkowo posiadał niezbędny poziom ochrony.
Dołączone moduły z niemetalowym wypełnieniem nie weszły do służby, a główne idee tego projektu zostały na jakiś czas zapomniane. Dalszy rozwój ochrony amerykańskich czołgów wiązał się z poprawą jednorodnego pancerza. Jednak później potencjał tego kierunku został wyczerpany i potrzebny był nowy wzrost poziomu ochrony pojazdów opancerzonych. A teraz w grę wchodzą już znane pomysły - zarówno moduły napowietrzne, jak i systemy łączone, w tym m.in. z elementami niemetalowymi. W przyszłości oba rozwiązania upowszechniły się i stały się de facto standardem dla nowoczesnych wozów bojowych.
