Дробление снаряда (или броневой пули) происходит вследствие того, что при ударе о решетку они получают боковой удар. Поскольку прочность снаряда (или пули) в направлении, перпендикулярном его оси симметрии, сравнительно мала, то достаточно поставить решетку диаметром ¾ от диаметра испытуемого калибра с таким же зазором между стержнями, чтобы добиться разрушения большинства пуль и снарядов. При этом материал стержней должен обладать необходимой твердостью и ударной вязкостью, чтобы произошел удар достаточной боковой силы. При уменьшении твердости и ударной вязкости материала стержней, естественно, сила удара ослабевает, а следовательно, уменьшается и степень дробления пуль и снарядов[358].

Специальные опыты, организованные Курчатовым, показали, что лучшие результаты достигаются при двухрядной решетке, так как в этом случае снаряд (пуля) получает два поперечных импульса встречного направления и действие решетки уподобляется действию ножниц. При соударении с такой решеткой сердечник пули разрушался и на плиту воздействовал лишь пучок осколков, распределенный на большую поверхность. Это не только повышало защитные свойства брони, но и позволило уменьшить ее вес. Опыт показал, что для защиты от пули для немецкого ПТР калибра 7,92 миллиметра броня, экранированная двухрядной решеткой, может иметь вес в 3,5 раза меньший, чем в случае однослойной гомогенной брони[359].

Поворот снаряда происходит в случае, если он достаточно прочен и боковой удар, получаемый снарядом от решетки, не может его разрушить или разрушает лишь частично. Тогда, как следствие слабого бокового удара, наблюдается явление поворота оси снаряда относительно траектории. Сама траектория при этом искажается сравнительно мало. Проведенный Курчатовым простой (по его мнению) расчет позволял оценить величину импульса момента силы и расстояния от решетки до брони, необходимых для разворота пули или снаряда. Его расчеты показали, что для существенного повышения бронестойкости и облегчения веса системы достаточно добиться поворота оси снаряда от траектории примерно на 30–40 градусов[360]. Поскольку научная тема требовала срочного разрешения для фронта, а рабочего дневного времени не хватало, Курчатов, принимая активнейшее личное участие как руководитель темы и как непосредственный ее исполнитель, вел еще и расчеты[361], забирая порой наиболее сложные материалы домой для работы в ночное время[362].

Авторы изобретения — весь немногочисленный состав «броневой» лаборатории во главе с Курчатовым (в их числе был не забыт и покойный Куприенко) — вывели следующее теоретическое положение: для достижения максимального выигрыша в весе брони необходимо использовать два основных конструктивных принципа: а) обеспечение достаточной силы бокового удара, приводящего к дроблению, повороту и преждевременному взрыву снарядов; б) выбор оптимального расстояния между решеткой и броней, обеспечивающего рассредоточение осколков или достаточный поворот снаряда, если его не удалось разбить. Авторы заключали, что не только решетчатый экран способен оказывать подобное воздействие, применение плоских экранов тоже давало снижение общего веса брони. Но в случае использования решетки боковой удар оказывался более сильным при том же количестве материала. Вывод был подтвержден в ходе полигонных испытаний решетчатого и плоского экранирования[363].

18 и 20 августа 1942 года проводились полигонные испытания конструктивной брони ЛФТИ, изготовленной на Уральском заводе тяжелого машиностроения (УЗТМ). Она представляла собой бронеплиту толщиной 12 миллиметров со стальной решеткой, установленной перед ней на расстоянии 200 метров. Решетка состояла из двух рядов прутьев диаметром 10 миллиметров. Расстояние между центрами прутьев в одном ряду составляло 20 миллиметров, между рядами — 55 миллиметров. Обстрел производили бронебойными пулями ДК 12,7 миллиметра с дистанции 50 метров из крупнокалиберного пулемета Дегтярева по нормали и под углом наибольшего просвета (15 градусов). Скорость пули изменяли с 340 до 860 м/сек (путем изменения навески пороха) и измеряли на хронографе.

Целью испытания было определение увеличения стойкости бронеплит при обстреле их через решетки. Согласно техническим условиям при штатной скорости бронебойной пули 860 м/сек, защиту от ее поражения обеспечивала сплошная гомогенная броня толщиной 30 миллиметров. Лаборатория ЛФТИ представила на испытание броню толщиной 12 миллиметров, экранированную решеткой. Вес экрана был эквивалентен весу брони толщиной 8 миллиметров, то есть вся испытуемая система являлась эквивалентной по весу броне толщиной 20 миллиметров. Проведенные испытания подтвердили правильность лабораторных исследований: применение конструктивной брони (решетка и бронеплита) при равной пулестойкости по сравнению со сплошной броней дает экономию в весе до 35 процентов[364]. При обстреле экранированной брони под углом наибольшего просвета решетки указанное выше увеличение пулестойкости системы сохранялось[365].

2 сентября 1942 года прошло испытание конструктивной брони ЛФТИ, также изготовленной на Уралмашзаводе. Состав испытателей остался, по существу, прежним, курчатовскую лабораторию снова представляли Л. И. Русинов и Л. Я. Суворов. Однако изменены были условия эксперимента: испытаниям подвергали конструктивную броню, состоящую из бронеплиты толщиной 30 миллиметров и установленной перед ней на разных расстояниях стальной решетки. Решетка на этот раз состояла не из одного, а из двух рядов прутьев гораздо большего диаметра (25 миллиметров), прутья располагались в шахматном порядке, расстояние между ними было значительно увеличено. Вес решетки был эквивалентен весу брони толщиной 15 миллиметров. Обстрел производили бронебойными немецкими трофейными снарядами калибра 37 миллиметров с дистанции 50 метров из немецкой противотанковой пушки по нормали и под углом 42 градуса. Целью испытания являлось определение наименьшего расстояния между бронеплитой и решеткой, при котором не происходит пробития бронеплиты при обстреле ее 37-миллиметровыми немецкими бронебойными и подкалиберными снарядами[366].

11 сентября было проведено аналогичное испытание еще более мощной конструктивной брони (45 миллиметров) путем обстрела ее 50-миллиметровыми немецкими трофейными снарядами с дистанции также 50 метров. Результаты испытаний были использованы в последующей совместной работе сотрудников курчатовской лаборатории с танкостроителями.