В 1959 г. для танка Т-55 были спроектированы носовая часть корпуса и башня с двухслойной броневой защитой «сталь+алюминиевый сплав». Однако в процессе испытаний таких комбинированных преград выяснилось, что двухслойная броня не обладала достаточной живучестью при многократных попаданиях бронебойно-подкалиберных снарядов — утрачивалась взаимная опора слоев. Поэтому в дальнейшем были проведены испытания трехслойных броневых преград «сталь+алюминий+сталь», «титан+алюминий+титан». Выигрыш по массе несколько сократился, но все равно оставался достаточно значительным: комбинированная броня «титан+алюминий+титан» по сравнению с монолитной стальной броней при одинаковом уровне броневой защиты при обстреле 115-мм кумулятивными и подкалиберными снарядами обеспечивала сокращение массы на 40 %, сочетание «сталь+алюминий+сталь» давало 33 % экономии массы.
В 1961–1962 гг. основные работы по созданию комбинированной брони развернулись на Ждановском (Мариупольском) металлургическом заводе, на котором происходила отладка технологии двухслойных отливок, проводились обстрелы различных вариантов броневых преград. Были отлиты и прошли испытания 85-мм кумулятивными и 100-мм бронебойными снарядами образцы («сектора») комбинированной брони «сталь+алюминий+сталь». Однако проведенные на Уралвагонзаводе опыты по обстрелу опытных башен танка «Объект 167», показали недостаточную стойкость такой комбинированной преграды при обстреле бронебойными подкалиберными снарядами. При ударе снаряда происходило «выдавливание» алюминиевых вставок из тела башни. Для устранения этого неприятного явления необходимо было использование специальных перемычек, препятствовавших «выдавливанию» алюминия из полостей стальной башни, или применение более прочного алюминиевого сплава. Ввиду указанных недостатков дальнейшего распространения комбинированная броня такого состава на Уралвагонзаводе не получила.
Корпус плавающего танка М906.
Схема комбинированной брони «Берлингтон» при установке на башне.
Необходимо отметить, что аналогичные работы по созданию комбинированной брони с использованием броневых алюминиевых сплавов велись в Великобритании с 1961 г. В ходе этих работ к началу 1970 г. английскими специалистами была создана комбинированная броня «Берлингтон» (Burlington). Она представляла собой многослойную преграду с наружным и тыльным броневыми листами, между которыми располагались листы из алюминиевого сплава, установленные с воздушным зазором. Броня изготавливалась в виде отдельных модулей, которые навешивались на основную броню корпуса и башни танка. В качестве базы для проработки вариантов размещения защитных модулей с новой броней был использован танк «Чифтен» MkЗ. Опытный танк с модульной защитой имел наименование «Чифтен» Mk5/2. Дальнейшие работы по совершенствованию этой брони привели к созданию в 1977 г. комбинированной брони «Чобхэм» (Chobham), которая впоследствии была применена на основном боевом танке «Челленджер» Mk1, принятом на вооружение в 1983 г.
Помимо НИОКР по исследованию возможности использования алюминиевых сплавов в составе комбинированной брони в 1958 г. филиалом ВНИИ-100 был разработан и опробован натурным обстрелом вариант комбинированной защиты, основанный на рикошетировании и дроблении кумулятивной струи при ее прохождении через слой стальной стружки. Испытания показали, что 100-мм стальная броня со слоем стружки в 100 мм не пробивалась 85-мм невращающимся кумулятивным снарядом при угле встречи 60°.
Дальнейшие работы по созданию комбинированой брони были связаны с выбором неметаллического материала наполнителя, обладавшего высокой струегасящей способностью, подбором толщины броневых листов и их расположения в «пакете» для обеспечения стойкости к воздействию не только кумулятивных, но и бронебойно-подкалиберных снарядов.
В качестве наполнителей испытывались высокопрочный бетон, стекло, диабаз, керамика (фарфор, ультрафарфор, уралит) и различные стеклопластики. Из испытанных материалов лучшими характеристиками обладали вкладыши из высокопрочного ультрафарфора (удельная струегасящая способность в 2–2,5 раза выше, чем у броневой стали) и стеклопластик АГ-4С. Эти материалы и были рекомендованы для применения в качестве наполнителей в составе комбинированных броневых преград. Выигрыш по массе при использовании комбинированных броневых преград по сравнению с монолитными стальными составлял 20–25 %.
Первым в мире танком с применением комбинированных броневых преград стал опытный средний танк «Объект 432», разработанный в Харькове на заводе им. Малышева. Танк «Объект 432» имел в верхней носовой части корпуса комбинированную броневую преграду, состоявшую из последовательно расположенных в одном пакете стального листа толщиной 80 мм, двух листов стеклотекстолита толщиной по 52 мм и стального 20-мм листа. Для снижения бронепробиваемости бронебойных и кумулятивных снарядов угол наклона верхней лобовой детали корпуса от вертикали был увеличен до 68°. Конструкция комбинированной броневой преграды обеспечивала защиту от иностранных 105-мм кумулятивных, а также бронебойно-подкалиберных снарядов с сердечником из карбида вольфрама или вольфрамового сплава при обстреле с дальности свыше 500 м. Литая башня танка имела специальные полости в лобовой части, которые первоначально заполнялись вставками из алюминия, а впоследствии из-за недостаточной ударной стойкости при обстреле бронебойно- подкалиберными снарядами, были заменены ультрафарфоровыми стержнями, а затем ультрафарфоровыми шарами. Одновременно с отработкой конструкции башни с наполнителем из ультрафарфора в филиале ВНИИ-100 по предложению В.В. Иерусалимского была разработана конструкция башни с применением высокотвердых вставок из стали, предназначавшихся для изготовления снарядов. Эти вставки, подвергнутые термической обработке по методу дифференциальной изотермической закалки, имели особо твердую сердцевину и относительно менее твердые, но более пластичные наружные поверхностные слои. Изготовленная опытная башня с высокотвердыми вставками показала при обстреле даже лучшие результаты по стойкости, чем с залитыми керамическими шарами. Недостатком башни с высокотвердыми вставками являлась недостаточная живучесть сварного соединения между подпорным листом и опорой башни, которое при ударе бронебойно-подкалиберного снаряда разрушалось без пробития.