miniatura|Blindaj înclinat pe partea din față a tancului sovietic T-54, aici decupat pentru a demonstra creșterea grosimii efective. Blindajul înclinat este un blindaj care nu este orientat nici vertical, nici orizontal. Un astfel de blindaj înclinat este de obicei montat pe tancuri și alte vehicule blindate de luptă, precum și pe nave militare, cum ar fi cuirasatele și crucișătoarele. Înclinarea unei plăci de blindaj face mai dificilă penetrarea acesteia de către armele antitanc, cum ar fi obuzele APFSDS, HEAT și rachetele, dacă acestea urmează o traiectorie mai mult sau mai puțin orizontală către ținta lor, așa cum se întâmplă adesea. Protecția îmbunătățită este cauzată de trei efecte principale.
În primul rând, un proiectil care lovește o placă la un unghi diferit de 90° trebuie să se deplaseze printr-o grosime mai mare de blindaj, comparativ cu lovirea aceleiași plăci la un unghi drept. În acest ultim caz, trebuie străpunsă doar grosimea plăcii (normala la suprafața blindajului). Creșterea înclinării blindajului îmbunătățește, pentru o anumită grosime a plăcii, nivelul de protecție în punctul de impact prin creșterea grosimii măsurate în planul orizontal. Protecția unei zone, în loc de a unui singur punct, este indicată de grosimea medie orizontală, care este identică cu densitatea zonei(în acest caz față de orizontală): masa relativă a blindajului utilizată pentru a proteja acea zonă.
Dacă grosimea orizontală se mărește prin creșterea înclinării, păstrând grosimea plăcii constantă, este nevoie de o placă de blindaj mai lungă și, prin urmare, mai grea pentru a proteja aceeași zonă. Această îmbunătățire a protecției echivalează pur și simplu cu creșterea densității suprafeței și, implicit, a masei, și nu aduce niciun beneficiu de greutate. Prin urmare, în proiectarea vehiculelor blindate, celelalte două efecte principale ale înclinării au fost motivele aplicării blindajului înclinat.
Unul dintre acestea este acoperirea mai eficientă a unui anumit volum al vehiculului cu blindaj. În general, formele mai rotunjite au o suprafață mai mică în raport cu volumul lor. La un vehicul blindat, această suprafață trebuie acoperită cu blindaj greu, astfel încât o formă mai eficientă duce fie la o reducere semnificativă a greutății, fie la un blindaj mai gros pentru aceeași greutate. Înclinarea blindajului conduce la o aproximare mai bună a formei rotunjite ideale.
Efectul final este acela de deviere, deformare și ricoșeu al unui proiectil. Când lovește o placă amplasată la un unghi abrupt, traiectoria sa poate fi curbată, determinându-l să se deplaseze printr-o suprafață mai mare de blindaj - sau poate ricoșa complet. De asemenea, se poate îndoi, reducându-i puterea de penetrare. Proiectilele cumulative pot să nu pătrundă sau chiar să se detoneze singure atunci când lovesc blindajul la un unghi foarte oblic . Cu toate acestea, efectele dorite depind în mod critic de materialele blindajului, utilizate în raport cu caracteristicile proiectilului care îl lovește: înclinarea ar putea duce chiar la o penetrare mai bună.
Cele mai ascuțite unghiuri sunt de obicei proiectate pe placa frontală a glacisului, deoarece aceasta este partea șasiului cel mai probabil de a fi lovită în timp ce se confruntă cu un atac, și de asemenea, pentru că există mai mult spațiu pentru înclinarea în direcția longitudinală a vehiculului.
Principiu dreapta|miniatura|O ilustrare a motivului pentru care blindajul înclinat nu oferă niciun beneficiu în ceea ce privește greutatea atunci când protejează o anumită zonă frontală. Comparând o placă verticală de blindaj (stânga) și o secțiune de blindaj înclinat la 45° (dreapta), distanța orizontală prin blindaj (săgeți negre) este aceeași, dar grosimea normală a blindajului înclinat (săgeata verde) este mai mică. Aria secțiunii transversale reale a blindajului și, prin urmare, masa sa, este aceeași în fiecare caz. În schimb, pentru o masă dată, grosimea normală ar scădea dacă panta ar crește. dreapta|miniatura|Inserțiile metalice cu profil triunghiular sunt necesare pentru a obține o densitate uniformă a suprafeței din blindajul înclinat (B). Grosimea normală a plăcii din (B) trebuie redusă pentru a compensa greutatea acestor inserții. Cauza creșterii protecției unui anumit punct la o anumită grosime normală este creșterea grosimii liniei de vizibilitate a blindajului, care este grosimea de-a lungul planului orizontal, de-a lungul unei linii care descrie direcția generală de deplasare a proiectilului care se apropie. Pentru o anumită grosime a plăcii de blindaj, un proiectil trebuie să treacă printr-o grosime mai mare de blindaj pentru a pătrunde în vehicul atunci când acesta este înclinat.
Simplul fapt că grosimea liniei de vizibilitate crește odată cu înclinarea plăcii nu este însă motivul pentru aplicarea unui blindaj înclinat în proiectarea vehiculelor blindate. Motivul este că această creștere nu oferă niciun beneficiu în ceea ce privește greutatea. Pentru a menține o anumită masă a unui vehicul, densitatea suprafeței ar trebui să rămână egală, iar acest lucru implică faptul că grosimea liniei de vizibilitate ar trebui să rămână constantă în timp ce panta crește, ceea ce implică din nou că grosimea normală scade. Cu alte cuvinte: pentru a evita creșterea greutății vehiculului, plăcile trebuie să devină proporțional mai subțiri pe măsură ce înclinarea lor crește.
Blindajul înclinat oferă o protecție sporită vehiculelor blindate de luptă prin două mecanisme principale. Cel mai important se bazează pe faptul că, pentru a atinge un anumit nivel de protecție, un anumit volum trebuie să fie închis complet de o anumită masă de blindaj, iar înclinarea poate reduce raportul suprafață-volum și, astfel, poate permite fie o masă relativă mai mică pentru un volum dat, fie o protecție mai mare pentru o greutate dată. Dacă atacul ar fi la fel de probabil din toate direcțiile, forma ideală ar fi o sferă ; deoarece un atac orizontal este, de fapt, de așteptat, idealul devine un sferoid aplatizat. Plăcile plate înclinate sau blindajul turnat curbat permit proiectanților să abordeze aceste idealuri. Din motive practice, acest mecanism este cel mai adesea aplicat pe partea din față a vehiculului, unde există suficient spațiu pentru înclinare și o mare parte din blindaj este concentrată, presupunând că un atac frontal unidirecțional este cel mai probabil. O pană simplă, cum ar fi cea care poate fi observată în designul tancului M1 Abrams, este deja o bună aproximare care este adesea aplicată.
Al doilea mecanism este acela că împușcăturile care lovesc un blindaj înclinat sunt mai predispuse să fie deviate, ricoșate sau sfărâmate la impact. Tehnologia modernă a armelor și blindajului a redus semnificativ acest al doilea avantaj, care inițial a fost principalul motiv pentru care blindajul înclinat a fost încorporat în proiectarea vehiculelor în cel de-al Doilea Război Mondial.
Regula cosinusului Chiar dacă protecția sporită până la un punct, asigurată prin înclinarea unei anumite plăci de blindaj cu o anumită grosime normală, ceea ce determină o grosime crescută a liniei de vizibilitate, nu este luată în considerare în proiectarea vehiculelor blindate, este de mare importanță atunci când se determină nivelul de protecție al unui vehicul proiectat. Grosimea liniei de vizibilitate pentru un vehicul în poziție orizontală poate fi calculată printr-o formulă simplă, aplicând regula cosinusului: este egală cu grosimea normală a blindajului împărțită la cosinusul înclinării blindajului de la perpendicularitatea la cursa proiectilului (presupusă a fi în planul orizontal) sau:
unde
: Grosimea pe linia de ochire : Grosimea normală : Unghiul de înclinare al plăcii de blindaj față de verticală
De exemplu, un blindaj înclinat la șaizeci de grade față de verticală prezintă unui proiectil care se deplasează orizontal o grosime pe linia de ochire de două ori mai mare decât grosimea normală a blindajului, deoarece cosinusul de 60° este . Valorile grosimii blindajului sau ale echivalenței blindajului omogen laminat (RHAe) pentru vehiculele blindate sunt furnizate fără înclinarea blindajului, cifra furnizată ia în considerare, în general, acest efect al înclinarii, în timp ce atunci când valoarea este în formatul „unități x la y grade”, efectele pantei nu sunt luate în considerare.
Deviere Blindajul înclinat poate crește protecția printr-un mecanism precum spargerea unui penetrator fragil de energie cinetică sau o deviere a acelui penetrator departe de normala la suprafață, chiar dacă densitatea ariei rămâne constantă. Aceste efecte sunt cele mai puternice atunci când proiectilul are o greutate absolută mică și este scurt în raport cu lățimea sa. Proiectilele perforante din cel de-al Doilea Război Mondial, cu siguranță cele din primii ani, aveau aceste calități și, prin urmare, blindajul înclinat era destul de eficient în acea perioadă. Cu toate acestea, în anii șaizeci au fost introduse penetratoarele cu tije lungi, cum ar fi proiectilele APFSDS, care sunt atât foarte alungite, cât și foarte dense în masă. Atunci când lovește o placă omogenă groasă și înclinată, un astfel de penetrator cu tije lungi, datorită părții din spate a proiectilului care acționează ca o pârghie, după penetrarea inițială în grosimea liniei de vizibilitate a blindajului, se va îndoi spre grosimea normală a blindajului și va lua o traiectorie cu o lungime între linia de vizibilitate a blindajului și grosimile normale. De asemenea, penetratorul deformat tinde să acționeze ca un proiectil cu un diametru foarte mare, ceea ce întinde blindajul rămas, provocând o cedare mai ușoară. Dacă aceste efecte apar des - pentru penetratoarele moderne, acesta este de obicei cazul unei înclinări între 55° și 65° - o protecție mai bună ar fi asigurată de un blindaj montat vertical cu aceeași densitate de suprafață. O altă evoluție care reduce importanța principiului blindajului înclinat a fost introducerea blindajului ceramic în anii 1970. La orice densitate de suprafață dată, blindajul ceramic este, de asemenea, cel mai bun atunci când este montat mai vertical, deoarece menținerea aceleiași densități de suprafață necesită ca blindajul să fie subțiat pe măsură ce este înclinat, iar ceramica se fracturează mai devreme datorită grosimii sale normale reduse.
Blindajul înclinat poate provoca, de asemenea, ricoșeul proiectilelor, dar acest fenomen este mult mai complicat și încă nu este pe deplin previzibil. Densitatea mare a tijelor, viteza de impact și raportul lungime-diametru sunt factori care contribuie la un unghi de ricoșeu critic ridicat (unghiul la care se așteaptă să se producă ricoșeul) pentru un proiectil cu tijă lungă , dar formule diferite pot prezice unghiuri critice de ricoșeu diferite pentru aceeași situație.
Principii fizice de bază ale deformării miniatura|Cum mărește un canal cauzat de impactul proiectilului unghiul de incidență efectiv (efect de pantă mai mică) miniatura|Ilustrarea unor posibile efecte care pot apărea atunci când un proiectil lovește un blindaj înclinat miniatura|Model fizic foarte simplu al efectului de pantă. Energia cinetică absorbită de blindaj este proporțională cu pătratul sinusului unghiului (maximă pentru 90°). Frecarea și deformarea țintei sunt neglijate. Comportamentul unui proiectil din lumea reală și al plăcii de blindaj pe care o lovește depinde de numeroase efecte și mecanisme, care implică structura materialului și mecanica continuă, care sunt foarte dificil de prezis. Prin urmare, utilizarea doar a câtorva principii de bază nu va duce la un model care să descrie bine întreaga gamă de rezultate posibile. Cu toate acestea, în multe condiții, majoritatea acestor factori au doar un efect neglijabil, în timp ce câțiva dintre ei domină ecuația. Prin urmare, se poate crea un model foarte simplificat care să ofere o idee generală și o înțelegere a principiilor fizice de bază din spatele acestor aspecte ale proiectării blindajelor înclinate.