Zabezpieczenia pojazdów pancernych przed atakiem nuklearnym

Broń jądrowa ma następujące czynniki rażenia:

promieniowanie cieplne i świetlne
fala uderzeniowa
promieniowanie przenikliwe (gamma i neutronowe)
impuls elektromagnetyczny (EMP)
opad promieniotwórczy

Przy zabezpieczeniu pojazdów bojowych największy nacisk kładzie się na ochronę przed:

promieniowaniem przenikliwym
skażeniami.

Pierwsze zagadnienie jest stosunkowo proste, przynajmniej w odniesieniu do promieniowania gamma, które jest silnie pochłaniane w takich materiałach jak żelazo czy ołów. Odpowiednio gruby pancerz czołgu czy wozu bojowego będzie więc wystarczającą ochroną, bez konieczności stosowania dodatkowych ekranów. Przytoczę tu tabelkę z podręcznika przysposobienia wojskowego, porównującą krotności osłabienia dla różnych materiałów:

Na jej podstawie możemy obliczyć, ile razy zmniejszy się moc dawki w poszczególnych typach czołgów, będących na uzbrojeniu państw Układu Warszawskiego (grubości pancerza w kolejności: przód wieży/przód kadłuba/bok kadłuba):

czołg średni T-34/85 - 90/45/45 mm
czołg średni T-54 - 203/99/80 mm
czołg średni T-55 - 205/120/79 mm
czołg pływający PT-76 - 15/10/8 mm
czołg ciężki IS-3 - 250/110/90 mm
czołg ciężki IS-4 - 250/160/160 mm
czołg średni T-72 i wczesne T-80 - pancerz kompozytowy: 80 mm stali + 105 mm tekstolitu szklanego + 20 mm stali, co wymaga obliczania krotności osłabienia osobno dla kolejnych warstw, zaczynając od zewnętrznej
czołg średni T-72A - pancerz kompozytowy: 60 mm stali + 105 mm tekstolitu szklanego + 50 mm stali
czołg średni T-80B - pancerz kompozytowy 40 mm stali o podwyższonej twardości + 60 mm stali + 105 mm tekstolitu szklanego + 40 mm stali (wszystkie dane za rosyjską i brytyjską Wikipedią)

W przypadku wozów bojowych krotność ta będzie znacznie mniejsza, co ma istotne znaczenie zwłaszcza przy wysokich poziomach promieniowania w pierwszych godzinach po wybuchu.

BRDM-2 - 10/14/7 mm
OT-64 SKOT - 6-13 mm
TOPAS - 17 mm
BMP-1 (BWP-1) - 23/7-19/16-18 mm
BTR-60 - 10/7/7-9 mm

Co prawda moc dawki bardzo szybko maleje w funkcji czasu, który upłynął od eksplozji, jednak ówczesna doktryna wojenna zakładała właśnie szybkie uderzenie na zbombardowane tereny i ich zajęcie.

Zmiana mocy dawki w czasie od wybuchu wg instrukcji do sygnalizatora RS-70

Pierwszy rzut wojsk, uczestniczących w tym ataku, z góry spisywano na straty, szczególnie piechotę, pozbawioną takiej osłony jak pancerze czołgów. Prowadzono nawet ćwiczenia, w których żołnierze, noszący jedynie maski przeciwgazowe, musieli "atakować" teren chwilę po wybuchu jądrowym. Temat rozwinę w osobnym wpisie, tymczasem zerknijmy na kilka przykładów krotności osłabienia promieniowania przez pancerz czołgu:

początkowa moc dawki na zewnątrz wynosi 1000 R/h (10 Sv/h), czyli po pół godziny otrzymamy dawkę śmiertelną LD50/30 (50% napromieniowanych umrze w ciągu 30 dni), jednak we wnętrzu czołgu zapewniającym 16-krotne osłabienie moc dawki wyniesie "zaledwie" 62,5 R/h (625 mSv/h), co po godzinie spowoduje tylko subkliniczną postać choroby popromiennej, objawiającą się zmianami w obrazie krwi i ogólnym osłabieniem
w powyższym przypadku, jeśli krotność osłabienia wynosi 8 razy, moc dawki we wnętrzu czołgu wyniesie 125 R/h (1,25 Sv/h), czyli po godzinie załoga może mieć już łagodną postać choroby popromiennej o minimalnej śmiertelności (ok. 10%), szczególnie w przypadku wdrożenia leczenia
jeśli moc dawki na zewnątrz wynosi 500 R/h (5 Sv/h), dawkę LD50/30 otrzymamy po godzinie, zaś w czołgu dającym 16-krotne osłabienie promieniowania jedynie 31,25 R/h (312,5 mSv/h) - w tym przypadku subkliniczna postać choroby popromiennej będzie jeszcze łagodniejsza. W obu przypadkach postaci subklinicznej możliwe są skutki późne w postaci zaćmy, nowotworów czy skrócenia życia - jako dawkę, która powoduje statystyczny wzrost ryzyka choroby nowotworowej przyjmuje się 50-100 mSv (więcej o limitach dawek w notce o bezpiecznym poziomie promieniowania [LINK]). Oczywiście w warunkach wojny, zwłaszcza jądrowej, nikt się tym nie przejmował, dla dowództwa liczyło się jedynie zachowanie względnej sprawności bojowej żołnierzy do momentu zakończenia zadania bojowego.

***

Drugim istotnym rodzajem promieniowania, powstającym podczas eksplozji jądrowej, jest promieniowanie neutronowe, wyzwolone podczas reakcji rozszczepienia. Niektóre ładunki jądrowe (bomby neutronowe) są celowo konstruowane w ten sposób, aby generowały silny strumień neutronów, przed którym nie chronią pancerze czołgów. Dla neutronów bowiem przeszkodą są jedynie jądra pierwiastków lekkich, takich jak wodór, lit, beryl czy bor. Osłony przed neutronami wykonuje się więc z wody, parafiny, tworzyw sztucznych lub betonu z dodatkiem związków boru. W czołgach T-55A zastosowano wewnętrzny ekran wykonany z tworzywa sztucznego POW-20, czyli twardego polietylenu z dodatkiem związków boru [LINK]. Taki pancerz zabezpieczał też załogę przed działaniem odłamków wtórnych, powstałych na skutek trafienia pociskami przeciwpancernymi. Miejsca, których nie dało się zabezpieczyć od wewnątrz, np. okolice włazów, pokrywano tym tworzywem z zewnątrz, zabezpieczając dodatkowo pokryciem z blachy stalowej. Powstawała wtedy charakterystyczna osłona wokół włazu, po której można odróżnić T-55A od T-55:

Z lewej T-54, z prawej T-55, źródło - LINK

https://military.wikireading.ru/54832

Drugim istotnym aspektem obrony przeciwatomowej jest zabezpieczenie przed skażeniami, które wymagało:

odizolowania wnętrza pojazdu za pomocą odpowiednich uszczelnień
filtrowania powietrza dostarczanego do wnętrza i utrzymywania jego podwyższonego ciśnienia w stosunku do atmosfery zewnętrznej, aby uniemożliwić dostanie się skażeń przez ewentualne nieszczelności - tą samą metodę stosowano też w schronach [LINK]
sygnalizacji podwyższonego poziomu promieniowania, która automatycznie uruchamia mechanizmy uszczelniające i urządzenia filtrowentylacyjne

W czołgach T-55A zastosowano radiometryczny blok ochronny RBZ-1, składający się m.in. z rentgenometru DP-5B i systemów sterujących mechanizmami czołgu. Układ ten już w czasie 0,3 s od wykrycia znacznego wzrostu mocy dawki uruchamiał całą sekwencję czynności:

wyłączenie silnika
uszczelnienie włazów
odcięcie zasilania elektrycznego większości systemów
włączenie urządzeń filtrowentylacyjnych z filtrem bezwładnościowym o wydajności filtrowania 98% i przepływie 120 l/s [LINK]

W nieco nowszym czołgu pływającym PT-76 elementy całego układu z blokiem RBZ-1 wyglądają następująco:

Źródło - Michaił Bariatinskij - Pławajuszczij tank PT-76

wylot pyłu odseparowanego na filtrze
automatyczna blokada wieży
uszczelnienie jarzma armaty
uszczelnienie jarzma celownika
skrzynka sterownicza stabilizatora
skrzynka rozdzielcza KRP-1
blok ochrony radiometrycznej RBZ-1M
mechanizm zamykania wlotu wentylatora
uszczelnienie krawędzi wieży
wlot powietrza do silnika
zamknięcie wlotu powietrza do silnika
napęd zamykania wlotu powietrza do silnika
rentgenometr DP-5B
mechanizm wyłączania silnika
skrzynka rozdzielcza KRPG-21
skrzynka sterowania sprężarką
osłona wlotu powietrza sprężarki
sprężarka
wlot powietrza sprężarki
system z diodą D7Ż zapobiegającą jednoczesnej pracy systemu przy włączonym urządzeniu gaśniczym UA PPO

Pył zebrany na filtrze odśrodkowym jest wydmuchiwany poza czołg z wykorzystaniem części powietrza zasysanego przez sprężarkę. Urządzenie filtrowentylacyjne może pracować również z pominięciem filtrów, jako zwykła wentylacja nawiewna.

Inaczej kwestię urządzenia filtrowentylacyjnego rozwiązano w transporterze SKOT. Instalacja miała specjalne króćce, do których podłączano węże masek przeciwgazowych zakładanych przez żołnierzy jadących transporterem. Powietrze było oczyszczane przez wielostopniowe filtry: wstępny, wkładkę przeciwdymną i dwa wkłady filtrujące. Wnętrze pojazdu było uszczelnione i utrzymywano w nim nadciśnienie, tak samo jak w w/w czołgach.

***

Podłoga czołgu jest zwykle najsłabszym elementem pancerza - konstruktorzy koncentrują się zwykle na opancerzeniu przodu i boków pojazdu, co odbywa się m.in. kosztem podłogi, narażonej jedynie na miny. Przykładowo, pancerz boczny T-55 miał 90 mm grubości, podłoga zaś zaledwie 20 mm czyli zamiast 8x osłabienia będziemy mieli niespełna 2x.

http://ser-sarajkin.narod2.ru/ALL_OUT/TiVOut10/SuT5455/SuT5455156.htm

Przy przejeżdżaniu przez silnie skażone tereny tak cienka podłoga będzie jednak przepuszczać promieniowanie jonizujące - odsyłam do tabelki na początku tekstu. Dlatego też np. w czołgu T-80 zastosowano dodatkową płytę ochronną pod siedzeniem kierowcy [LINK].

***

Ostatnim aspektem jest dezaktywacja, czyli usuwanie skażeń promieniotwórczych z powierzchni pojazdu. Prace te mogą być prowadzone w specjalnych punktach zabiegów specjalnych lub też siłami załogi. Czołgi T-54 i T-55 wyposażano w eżektorowe zestawy czołgowe EZCz. Rozpylały one odkażalnik, wykorzystując wytwarzanie podciśnienia w komorze ssącej eżektora za pomocą gazów spalinowych z pracującego silnika czołgu. Zestaw montowano w skrzynce na tylnym prawym błotniku czołgu:

Skrzynka z EŻCz na czołgu T-55 w zbiorach Pilskiego Muzeum Wojskowego (LINK)

Zestaw ten został wkrótce zastąpiony przez nowsze ZO-2, działające na zasadzie opryskiwacza ogrodowego. Zestawy ten zawiera 8 litrów odkażalnika w 3 pojemnikach i spryskiwacz ze zbiornikiem o pojemności 2 litrów. Ciecz jest wypychana przez dyszę pod ciśnieniem powietrza, uprzednio napompowanego do zbiornika przy użyciu ręcznej pompki. Całkowity czas odkażenia typowego czołgu średniego wynosi 30 minut.

Zestaw ten jest większą wersją ZO-1, który służy do odkażania mniejszych pojazdów (samochodów, wyrzutni, przyczep), gdyż zawiera tylko 4 litry odkażalnika, starczające na 10 m kw. powierzchni.

Dezaktywację pojazdów na masową skalę prowadzi się w punktach zabiegów specjalnych, dysponujących odpowiednią infrastrukturą do szybkiej i masowej dekontaminacji.