Композитная броня с дискретными элементами



Композитная броня с дискретными элементами
Композитная броня с дискретными элементами
Композитная броня с дискретными элементами

 


Владельцы патента RU 2504727:

Любин Александр Николаевич (RU)
Кулаков Николай Алексеевич (RU)

Изобретение относится к средствам защиты от бронебойных пуль, в частности к используемой для этой цели композитной броне. Композитная броня содержит дробяще-отклоняющий слой (1) и задерживающий слой (7). Дробяще-отклоняющий слой (1) состоит из дискретных элементов (2), расположенных в виде перпендикулярных к плоскости брони цилиндрических частей (3). Цилиндрические части (3) выполнены с одним верхним или с двумя верхним и нижним выпуклыми торцами (4) и располагаются с соприкосновением между собой своими цилиндрическими частями. Между каждой тройкой соседних дискретных элементов (2) образуются полости (5), заполненные связующим составом (6) на основе полимеров. Задерживающий слой (7) выполнен из алюминиевого сплава или стали. Дробяще-отклоняющий (1) и задерживающий (7) слои размещены с зазором (8) более 1 мм или между дробяще-отклоняющим (1) и задерживающим (7) слоями размещен материал с модулем упругости при сжатии менее 40 ГПа. Связующий состав (6) дополнительно снабжен корундовой или керамической крошкой (9), образуя при этом однородную массу. Обеспечивается повышение стойкости уязвимых мест брони. 3 ил.

 

Изобретение относится к средствам защиты от бронебойных пуль, в частности к используемой для этой цели композитной броне.

Известны различные виды композитной брони, например композитная броня по патенту США №5972819, МКИ С04В 35/10, Нкл. 501/127, публ. 1999 г. Эта броня содержит дробящее-отклоняющий и задерживающий слои. Дробяще-отклоняющий слой состоит из отдельных дискретных корундовых элементов, выполненных в виде цилиндров с выпуклыми торцами. Задерживающий слой выполнен на основе армидных (Kevlar) или полиэтиленовых волокон (Dyneema) и полимерной матрицы. Недостатками данной композитной брони является то, что материалы на основе армидных и полиэтиленовых волокон является слишком дорогостоящим, а также ограниченные защитные возможности брони, которая может использоваться против пуль только определенного калибра.

Наиболее близкой к предлагаемому изобретению по назначению и совокупности существенных признаков является композитная броня, известная из патента РФ №2329455 МПК, F41H 5/04, опубл. 20.07.2008 (заявка №2007102646, 24.01.2007). Эта броня содержит дробяще-отклоняющий слой, состоящий из дискретных элементов, выполненных из корунда или керамики в виде перпендикулярных к плоскости брони цилиндрических частей с одним верхним или двумя верхним и нижним выпуклыми торцами и расположенных в соприкосновении между собой своими цилиндрическими частями, образуя между каждой тройкой соседних дискретных элементов полости, расположенного в указанных полостях связующего состава на основе полимеров и задерживающего слоя, выполненного из алюминиевого сплава или стали, причем дробяще-отклоняющий и задерживающий слои могут быть размещены с зазором более 1 мм или между дробяще-отклоняющим и задерживающим слоями размещен материал с модулем упругости при сжатии менее 40 ГПа.

Это техническое решение принято в качестве наиболее близкого аналога заявленного изобретения. Недостатком этого технического решения является то, что броня имеет недостаточно широкий диапазон своей живучести, так как способна обеспечивать защиту от бронебойных пуль только определенного небольшого калибра. Объясняется это тем, что для защиты от бронебойных пуль большого калибра требуется увеличение размеров дискретных элементов дробяще-отклоняющего слоя брони, а именно диаметра их цилиндрической части. Однако увеличение диаметра цилиндрической части дискретных элементов приводит к увеличению размеров полости (зазора), которая образуется между каждыми тремя соседними дискретными элементами, прилегающими друг к другу своими цилиндрическими поверхностями с образованием указанной полости. Чем больше калибр пули, тем большего диаметра требуются дискретные элементы и тем больше будут размеры указанных полостей. Через эти полости композитной брони возможно проникновение бронебойных пуль меньшего калибра, чем те пули большого калибра, на которые рассчитана броня. Причем защитные свойства брони в местах, где расположены полости, существенно снижаются и при попадании в них пуль большого калибра, снижая живучесть брони в целом.

Задачей предложенного изобретения является устранение указанного недостатка, а именно расширение защитных возможностей брони в плане обеспечения защитных свойств как при использовании броневых пуль крупного калибра, например 12.7, 14.5, так и мелкого калибра, например 5.45, дополнительно предложены следующие отличительные от этого аналога существенные признаки: «снабжена корундовой или керамической крошкой, расположенной в связующем составе с образованием однородной массы. Эта задача решается тем, что в композитной броне с дискретными элементами, имеющей общие с наиболее близким аналогом существенные признаки, а именно: «дробяще-отклоняющий слой, состоящий из дискретных элементов, выполненных в виде перпендикулярных к плоскости брони цилиндрических частей с одним верхним или двумя верхним и нижним выпуклыми торцами и расположенных в соприкосновении между собой своими цилиндрическими частями, образуя между каждой тройкой соседних дискретных элементов полости, расположенного в указанных полостях связующего состава на основе полимеров и задерживающего слоя, выполненного из алюминиевого сплава или стали, причем дробяще-отклоняющий и задерживающий слои могут быть размещены с зазором более 1 мм, или между дробяще-отклоняющим и задерживающим слоями размещен материал с модулем упругости при сжатии менее 40 ГПа.

Технический результат от использования предложенной брони заключается в том, что наиболее уязвимые места брони, особенно для пуль малого калибра, а именно полости, образованные между цилиндрическими частями каждой тройкой дискретных элементов, после заполнения их связующим составом с примесью корундовой или керамической крошки и его застывания существенно повышается стойкость указанных уязвимых мест брони. Крошка придает связующему составу необходимую стойкость при воздействии пули, при этом сохраняется необходимый уровень упругопластических свойств дробяще-отклоняющего слоя в целом, т.е. сохраняется эффект рассеивания энергии пули в плоскости брони.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображено:

фиг.1 - вид сбоку в разрезе композитной брони с дискретными элементами;

фиг.2 - фотография, на которой изображены дискретные элементы;

фиг.3 - общий вид сверху на дробяще-отклоняющий слой композитной брони с дискретными элементами.

Композитная броня с дискретными элементами включает в себя дробяще-отклоняющий слой 1, состоящий из дискретных элементов 2, выполненных в виде перпендикулярных к плоскости брони цилиндрических частей 3 с одним верхним или двумя верхним и нижним выпуклыми торцами 4 и расположенных с соприкосновением между собой своими цилиндрическими частями 3, образуя между каждой тройкой соседних дискретных элементов 2 полости 5, расположенного в указанных полостях 5 связующего состава 6 на основе полимеров, и задерживающего слоя 7, выполненного из алюминиевого сплава или стали, причем дробяще-отклоняющий 1 и задерживающий слои 7 могут быть размещены с зазором 8 и размером более 1 мм, или между дробяще-отклоняющим 1 и задерживающим слоями 7 размещен материал с модулем упругости при сжатии менее 40 ГПа. Причем связующий состав 6 снабжен корундовой или керамической крошкой 9, смешанной со связующим составом 6 с образованием однородной массы.

Устройство работает следующим образом.

При попадании пули в наиболее уязвимые места брони, а именно в полости 5, образованные между цилиндрическими частями 3 каждой тройкой дискретных элементов 2, происходит более эффективное гашение энергии пули за счет ее взаимодействия со связующим составом 6, в котором имеется корундовая или керамическая крошка 9, повышающая прочностные и жесткостные свойства связующего 6. Причем сохраняется необходимый уровень упругопластических свойств дробящее-отклоняющего 1 слоя в целом, т.е. сохраняется эффект рассеивания энергии пули в плоскости брони. Таким образом, указанные наиболее уязвимые места брони защищены от проникновения пуль малого диаметра и при этом сохраняется стойкость брони при попадании пуль большего диаметра. Предложенное техническое решение позволяет произвести увеличение диаметра дискретных элементов брони с целью обеспечения восприятия ею пуль большего калибра, при этом обеспечивая ее стойкость против пуль небольшого диаметра.

В предложенном техническом решении при попадании пули в дискретный элемент 2 брони обеспечивается уменьшение зоны разрушения соседних дискретных элементов за счет того, что связующий состав 6 с керамической крошкой 9 сохраняет определенный уровень своей податливости, т. е. не является жестким.

Композитная броня с дискретными элементами, содержащая дробяще-отклоняющий слой, состоящий из дискретных элементов, выполненных в виде перпендикулярных к плоскости брони цилиндрических частей с одним верхним или двумя верхним и нижним выпуклыми торцами и расположенных с соприкосновением между собой своими цилиндрическими частями, образуя между каждой тройкой соседних дискретных элементов полости, расположенного в указанных полостях связующего состава на основе полимеров и задерживающего слоя, выполненного из алюминиевого сплава или стали, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена корундовой или керамической крошкой, расположенной в связующем составе с образованием однородной массы и возможностью взаимодействия с пулей.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устойчивому к пробиванию изделию. Изделие содержит пакет (6) из ламинатов (7), содержащих, по меньшей мере, один слой из волокон и один слой из полимерного материала.

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к технологии производства листовой стали, используемой в качестве тыльного слоя двухслойной разнесенной бронезащитной конструкции.
Изобретение относится к пулестойким формованным изделиям, содержащим удлиненные элементы, к способу их изготовления, а также к объединенному пакету листов. Пулестойкое формованное изделие содержит спрессованный пакет листов, содержащих армирующие удлиненные элементы и органический связующий материал.

Изобретение относится к текстильной и легкой промышленности и касается устойчивого к пробиванию изделия для изготовления защитной одежды, такой как пуленепробиваемые жилеты.

Изобретение относится к технологии получения комплексной нити из высококачественного полиэтилена. Нить получена из полиэтилена со сверхвысокой молекулярной массой с характеристической вязкостью 8-40 дл/г.
Изобретение относится к изделиям для баллистической защиты и касается изделий для баллистической защиты, включающих ленты. Формованное изделие включает спрессованную стопу из листов, содержащих ленты из упрочняющего материала.

Изобретение относится к области металлургии, конкретно к производству двухслойного стального листового проката толщиной 4-20 мм для бронезащитных конструкций с классом защиты не ниже 6a по ГОСТ P5 0963-96 для легкобронированных боевых машин, летательных аппаратов, бронированных сооружений.

Изобретение относится к технологии изготовления материалов с баллистически- и взрывоустойчивыми свойствами на основе цемента и касается способа производства бронепанелей.

Изобретение относится к бронепреградам и может быть использовано для изготовления средств индивидуальной защиты. .

Изобретение относится к области военной техники, в частности к броневым защитным конструкциям. Броневая защита от поражения ударным оружием включает подложку и наружный покровный слой. Подложка выполнена одно- или двухслойной. Покровный слой выполнен из материала, скорость звука в котором больше, чем скорость звука в материале слоя подложки, близлежащего к защищаемому объекту и выполненного из материала, механическая прочность которого больше, чем механическая прочность покровного слоя. Достигается повышение надежности броневой защиты и снижение веса. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к ударопрочным композиционным материалам. Композиционный материал включает неорганическую керамическую матрицу, в которой имеется первая наружная поверхность и вторая наружная поверхность, в целом параллельная первой наружной поверхности. Далее композиционный материал содержит, по меньшей мере, три слоя стекловолоконной ткани с открытой структурой, расположенных в матрице между первой наружной поверхностью и второй наружной поверхностью. Неорганическая керамическая матрица включает фосфатную керамическую матрицу. В другом варианте ударопрочный композиционный материал содержит первую и вторую неорганическую керамическую матрицу. Первая неорганическая керамическая матрица включает куски камня. Вторая неорганическая керамическая матрица расположена рядом с первой и включает, по меньшей мере, одну стекловолоконную ткань с открытой структурой. Технический результат - получение ударопрочных, легких и экономичных композиционных материалов. 3 н. и 31 з.п. ф-лы, 15 ил., 5 пр.

Изобретение относится к пуленепробиваемым изделиям. Пуленепробиваемое формованное изделие содержит прессованный пакет листов, содержащих армирующие удлиненные тела, в котором по меньшей мере часть удлиненных тел являются полиэтиленовыми удлиненными телами, имеющими средневзвешенный молекулярный вес по меньшей мере 100000 г/моль и отношение Mw/Mn не более 6. Полиэтиленовые удлиненные тела предпочтительно имеют средневзвешенный молекулярный вес по меньшей мере 300000 г/моль, более конкретно по меньшей мере 400000 г/моль и еще более конкретно по меньшей мере 500000 г/моль. Если полиэтиленовые удлиненные тела являются лентами, их параметр ориентации 200/110 в одной плоскости равен по меньшей мере 3, и, если полиэтиленовые удлиненные тела являются волокнами, их параметр ориентации 020 в одной плоскости равен не более 55º. Достигается повышение защитных характеристик, уменьшение веса и улучшение стабильности изделия. 3 н. и 10 з.п. ф-лы, 2 табл.
Изобретение относится к области средств защиты техники от бронебойных пуль. Объемно-комбинированная броня содержит высокотвердый слой из плотно упакованных малоразмерных керамических цилиндров, расположенных под углом по отношению к плоскости брони, соединенных связующим в монолит, и высокопрочный энергоемкий тыльный слой. Торцы цилиндров, прилегающих к тыльному слою, выполнены плоскими и параллельны плоскости брони. Достигается повышение надежности и эффективности бронезащиты при уменьшении массы защитной структуры.

Группа изобретений относится к области вооружения, а именно к способу изготовления броневставок термозащитного контейнера из полимерных материалов и броневставкам. В способе изготовления броневставок 1 на оправку 3 с двумя симметрично расположенными и выступающими за ее рабочую зону 4 продольными канавками 5, заполненными легко разрушаемым материалом 6, наматывают в пределах рабочей зоны 4 баллистические слои 7 спиральных жгутов обоих направлений из полых стеклянных волокон, пропитанных эластичным синтетическим связующим. Укладывают компенсирующие слои 8 ткани. Над канавками 5 устанавливают рейки 9 из легко разрушаемого материала. Закрепляют рейки на оправке за пределами рабочей зоны 4. Обечайки 11 керамического бронеэкрана укладывают плоскими боковыми кромками вплотную к рейкам 9 и наматывают на обечайки противоосколочные слои 13, прижимая обечайки 11 к рейкам 9 и компенсирующим слоям 8. Заготовку термообрабатывают и разрезают по рейкам 9, удаляют облой заподлицо и обформовывают кромки швеллерообразным профилем из материала. Броневставки 1 включают баллистические слои 7 полуспиральных обоих направлений жгутов из полых стеклянных волокон, пропитанных эластичным синтетическим связующим, компенсирующие слои 8 ткани из полых стеклянных волокон, пропитанных аналогичным связующим, обечайки 11 керамического бронеэкрана, расположенные поверх последнего противоосколочные слои 13, аналогичные баллистическим 7. Боковые кромки выполнены с повышенной точностью для беззазорной взаимной стыковки этими плоскими кромками при центровке броневставок 1 по их наружной поверхности. Достигается создание более технологичных и качественных броневставок. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к конструкции многослойной бронепреграды, в частности, для использования в средствах индивидуальной защиты, защиты приборов, транспортных и стационарных устройств. Многослойная бронепреграда содержит подложку, керамический слой и наружную облицовку. Толщина керамического слоя составляет 0,4-0,8 от общей толщины многослойной бронепреграды. Толщина подложки составляет 0,4-1,2 толщины керамического слоя. Подложка состоит из тыльного слоя и по крайне мере одного дополнительного слоя. Тыльный слой выполнен из стали с пределом прочности при растяжении σв=0,4×109-2,5×109 Па, наружная облицовка выполнена из материала с прочностью σ≥50 МПа, толщиной 0,2-2,5 мм. При кинетической энергии пули ≤3,5 кДж количество слоев подложки - два, при кинетической энергии пули >3,5 кДж - подложка содержит более 2-х слоев. Плотность материала, из которого выполнены дополнительные слои подложки, меньше, чем плотность материала тыльного слоя подложки. Достигается повышение защитных свойств бронезащитной преграды за счет введения более энергоемкой подложки. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к броневым конструкциям, которые могут быть применены в индивидуальных и транспортных средствах защиты от воздействия пуль стрелкового оружия и высокоэнергетических осколков. Бронезащитная преграда содержит керамический элемент и подложку, заключенные в облицовку. Керамический элемент имеет остаточные напряжения. Материал подложки выбирается из условия непревышения предела прочности при растяжении материала при приложении усилия поджатия подложки к керамическому элементу с учетом кривизны керамического элемента или подложки. Подложка может быть выполнена однослойной из стали. Подложка может быть выполнена многослойной, при этом тыльный слой подложки выполнен из стали, а остальные слои выполнены из материала, плотность которого меньше, чем плотность материала тыльного слоя подложки. При кинетической энергии пули ≤3,5 кДж количество слоев подложки - два, при кинетической энергии пули >3,5 кДж - подложка содержит более 2-х слоев. Облицовка выполнена из материала с прочностью σ≥50 МПа, толщиной 0,2-2,5 мм. Керамический элемент заневоливается облицовкой. Керамический слой и подложка склеены между собой под усилием, приложенным к подложке со стороны примыкания ее к керамическому элементу. Подложка установлена на мягкую демпфирующую подкладку. Достигается повышение защитных свойств бронезащитной преграды за счет поджатия подложки к бронеэлементу под усилием. 7 з.п. ф-лы, 3 ил.

Группа изобретений относится к баллистически устойчивому изделию, упаковке объединенных листов и способу изготовления баллистически устойчивого изделия. Изделие и упаковка содержат усиливающие элементы линейного растяжения, причем направление элементов линейного растяжения внутри пакета не является однонаправленным. Некоторые из элементов линейного растяжения являются элементами линейного растяжения, содержащими высокомолекулярный полиэтилен и некоторые из элементов линейного растяжения содержат арамид. От ударной стороны упомянутый пакет содержит первый слой, который содержит более 50 мас.% полиэтиленовых элементов линейного растяжения, и второй слой, который содержит более 50 мас.% арамидных элементов линейного растяжения, причем мас.% вычислены на основе общей массы элементов линейного растяжения в слое, за исключением связующего материала. Полиэтиленовые элементы линейного растяжения могут быть лентами. Способ включает в себя стадии предоставления листов, пакетирования листов и сцепление, по меньшей мере, некоторых листов друг с другом. Достигается повышение защиты и сохранение целостности защитной панели. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 3 ил., 2 табл.

Изобретение относится к области вооружения и военной техники, в частности к броневым конструкциям, которые могут быть применены в индивидуальных и транспортных средствах для защиты от воздействия пуль стрелкового оружия и высокоэнергетических осколков поля боя, а также в атомной и других отраслях промышленности для применения в качестве средств пассивной защиты изделий. Подложка бронезащиты выполнена из стали с пределом прочности при растяжении σв=0,64-2,0 ГПа и имеет ребра жесткости, выполненные на стороне, прилегающей к керамическому элементу. Толщина керамического элемента составляет 1,3-1,8 толщины подложки. Достигается уменьшение поверхностной плотности бронезащиты с сохранением защитных свойств. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области средств защиты оборудования от воздействия высоких температур, излучения, поражающего фактора и касается теплобронезащитной слоистой системы. Содержит установленные в защитном кожухе и соединенные между собой каркасный, упрочненные и теплоизолирующие слои. В качестве упрочненных слоев содержит керамический материал на основе карбидов, преимущественно бора, или титана, или кремния, или оксида алюминия, или их смесей. В качестве каркасного слоя содержит металлы или сплавы на основе титана, алюминия, железа, а в качестве теплоизолирующего слоя - волокнистые материалы на основе неорганических соединений из группы силицидов или силикатов и дополнительно амортизирующий слой из сверхвысокомолекулярного полиэтилена. Все слои системы соединены между собой высокотемпературным кремнийорганическим или силикатным адгезивом. Слоистая система ограничена по всей наружной поверхности слоями углеткани или стеклоткани, пропитанными указанным адгезивом, и заключена в корпус из композиционного материала. Изобретение обеспечивает защиту охраняемого объекта от одновременного воздействия теплового потока, радиационного воздействия и разрушающего элемента за счет повышения демпфирующих свойств системы и показателей радиационной и теплозащиты. 1 табл., 1 ил., 1 пр.
Наверх