Объемно-комбинированная броня


 


Владельцы патента RU 2539269:

Закрытое акционерное общество "Научно-производственное объединение специальных материалов" (RU)

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.

 

С появлением высокоэффективных поражающих средств и повышением требований к бронезащите ресурс традиционных металлических броневых материалов оказался исчерпанным, что привело к созданию многослойной комбинированной брони.

Известны технические решения, где комбинированная броня содержит высокопрочный лицевой слой из керамических плиток и энергоемкую подложку из металлических или композитных материалов. Броня такого типа получила широкое распространение для защиты поверхностей с простой геометрией: плоских или имеющих фиксированный радиус.

Для облицовки сложных геометрических поверхностей используют малоразмерные керамические элементы, как правило в виде тел вращения, наибольшее распространение среди которых получили элементы в виде цилиндров.

Использование в этом случае малоразмерной керамики обеспечивает, наряду с вышеуказанными, также более высокий по сравнению с плиточным вариантом уровень живучести за счет уменьшения зоны поражения и весьма важную для практики частичную локальную ремонтопригодность.

Из известных типов многослойной брони близкими аналогами к заявляемому изобретению являются технические решения, изложенные в патентах США №5972819, №6112635, №6203908 и патенте РФ №2329455. Общим существенным признаком аналогов является использование во фронтальном слое отдельных плотноупакованных керамических цилиндров с выпуклыми торцами, соединенных связующим в монолит. При этом оси симметрии керамических цилиндров расположены по нормали к плоскости последующих слоев.

Вместе с тем из анализа схемы упаковки керамических цилиндров следует, что пространство, образующиеся при сопряжении соседних элементов («стык»), является наиболее уязвимым с точки зрения пробития. При точном попадании в стык или вблизи него преодоление керамической преграды сводится к скалыванию кромок соседних цилиндров, при этом объем разрушаемого керамического материала, а следовательно, и затрачиваемая на это энергия невелики. В итоге, для того, чтобы гарантированно исключить пробитие при попадании пули в стык цилиндров, потребуется чрезмерное увеличение толщины отдельных слоев, а следовательно, и всей защитной конструкции в целом.

Вышеописанного недостатка частично лишен выбранный в качестве наиболее близкого аналога патент РФ №2476809, где объемно-комбинированная броня содержит высокотвердый слой из плотно упакованных керамических цилиндров с выпуклыми торцами, соединенных связующим в монолит и высокопрочный энергоемкий тыльный слой, отличающаяся тем, что оси керамических элементов фронтального слоя располагаются под углом 60-85° по отношению к плоскости брони.

В изделии по прототипу площадь стыка частично перекрывается, однако керамические цилиндры, расположенные под углом к плоскости брони, недостаточно плотно соприкасаются с тыльным слоем, не всегда обеспечивая акустический контакт керамики с подложкой, к тому же та небольшая часть цилиндра, соприкасающаяся с тыльным слоем, при взаимодействии с пулей, является концентратором напряжений. Также среди недостатков следует отметить, что с уменьшением угла наклона керамических элементов по отношению к плоскости брони локально уменьшается толщина керамического слоя за счет смещения торцов соседних элементов при наклоне. Устранение этих недостатков требует увеличение толщины керамического слоя, а значит увеличится и масса защитной структуры. Предложенный в прототипе вариант решения этих проблем путем выполнения тыльного слоя с рифлением далеко не всегда и не со всеми материалами реализуем.

Устранение недостатков аналогов и прототипа в предложенном изобретении решается за счет того, что объемно-комбинированная броня, содержащая 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, отличается тем, что торцы цилиндров, прилегающих к тыльному слою, выполнены плоскими и параллельны плоскости брони.

Таким образом, керамические цилиндры плотно прилегают к тыльному слою по всей площади брони, обеспечивая хороший акустический контакт. Также благодаря плотному прилеганию керамических цилиндров к тыльному слою практически полностью отсутствуют пустоты, образующиеся из-за смещения торцов цилиндров и локально снижающие толщину керамического слоя.

Анализируя достоинства предложенного технического решения, можно заключить, что для обеспечения заданного класса пулестойкости есть возможность изготовить более тонкую (а значит и более легкую) броню по сравнению с изделиями по аналогам и прототипу.

Эффективность предложенного в изобретении технического решения подтверждена результатами пулевых испытаний. Изготовленный опытный образец включал в себя:

- тыльный слой 150×200×3 мм из закаленной стали марки СПС-43 с твердостью 56-58 HRC;

- фронтальный слой из корундовых цилиндров марки АЛ1 диаметром 14 мм и высотой 10,5 мм, соединенных в монолит клеевым связующим на основе полиуретана. Торцы цилиндров были предварительно подрезаны на специальном станке алмазным кругом под углом 75° по отношению к плоскости брони.

Слои соединены между собой тем же связующим. Обстрел проводился бронебойнозажигательными пулями Б-32 из винтовки СВД с расстояния 10 м, испытания проводились по стандартным методикам в аттестованном центре НПО СМ г. СПб.

Уровень бронестойкости комбинированной брони, выполненной в соответствии с предлагаемым изобретением, превышает наиболее близкий аналог на 8-10%. Выигрыш в бронестойкости получается за счет того, что в результате среза цилиндра под углом 75° по отношению к плоскости брони каждый цилиндр теряет приблизительно 17-18% от своего объема и массы соответственно.

Заявленное техническое решение по структуре многослойной брони является новым, так как совокупность отличительных признаков изобретения, в том числе и в частных случаях, неизвестна из литературных данных и практического опыта работ в этой области.

Решение имеет изобретательский уровень, так как предложенное не следует явным образом для специалиста из анализа отечественного и зарубежного уровня техники.

Заявленное решение промышленно применимо для защиты техники от бронебойных пуль, что следует из результатов проведенных натурных испытаний образцов.

При практическом внедрении изобретения следует иметь в виду, что направление отклонения осей керамики от нормали может быть изменено для различно ориентированных поверхностей и панелей техники и выбираться с учетом приоритетного направления обстрела защищаемой поверхности. Это обстоятельство позволяет существенно расширить диапазон вариантов использования изобретения.

Объемно-комбинированная броня, содержащая 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, отличающаяся тем, что торцы цилиндров, прилегающих к тыльному слою, выполнены плоскими и параллельны плоскости брони.



 

Похожие патенты:

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.

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.

Изобретение относится к области военной техники, в частности к броневым защитным конструкциям. Броневая защита от поражения ударным оружием включает подложку и наружный покровный слой.

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).

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.

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.

Группа изобретений относится к броневым пластинам, обеспечивающим баллистическую защиту личного состава, легкой и тяжелой подвижной техники и транспортных средств, а именно к способу получения композитной броневой панели, набору для приготовления или ремонта композитной панели и способу ремонта композитной броневой панели. Способ получения композитной броневой панели заключается в подготовке горизонтальной рамы, размещении керамических блоков, нанесении отверждаемого связующего материала на заполняемую плоскость, создании условий для отверждения связующего материала и удалении горизонтальной рамы. Набор содержит по меньшей мере один отверждаемый связующий материал, цилиндрические керамические блоки. Способ ремонта заключается в замене по меньшей мере одного из керамических блоков, нанесении отверждаемого связующего материала и создании условий для отверждения связующего материала. Достигается повышение ремонтопригодности и облегчение конструкции. 3 н. и 27 з.п. ф-лы, 12 ил.
Изобретение относится к баллистически стойкому изделию и способу его изготовления. Баллистически стойкое изделие содержит множество волокнистых слоев, каждый из которых содержит сеть волокон, в которой волокна имеют прочность, составляющую, по меньшей мере, 800 мН/текс (1100 МПа) по ASTM D 7269-07, и матричный материал, который содержит смесь, содержащую, по меньшей мере, одну самосшивающуюся акриловую смолу и/или, по меньшей мере, одну сшиваемую акриловую смолу и, по меньшей мере, один усилитель клейкости в количестве от 1 до 20% по массе в расчете на массу матричного материала. Усилитель клейкости выбран из группы, состоящей из канифольных смол, или терпеновых смол, или углеводородных смол. Технический результат - изделие согласно настоящему изобретению обладает более высокой адгезией между волокнистыми слоями как в несостаренном, так и в состаренном состоянии, и более низкое водоудержание после пропитывания водой, а само изделие успешно выдерживает испытание с пропитыванием жидким топливом. Полученное изделие, дополнительно содержащее пластину из металла или керамики, демонстрирует минимальное расслоение волокнистых слоев после баллистического удара или полное отсутствие такого расслоения. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 5 табл., 5 пр.
Группа изобретений относится к вариантам брони и способу получения брони. Броня состоит из нескольких слоев бронематериала. В первом варианте исполнения первый слой, считая снаружи, представляет собой металлическую броню, третий - металлическую, сотовую броню из композитных материалов, монолитную из композитных материалов или керамическую броню. Между слоями имеется свободно висящая прочная ткань, прижатая к наружному слою пружинами, резиновыми элементами или пневматическими камерами. Во втором варианте исполнения брони первый слой, считая снаружи, представляет собой металлическую броню, третий - сотовую или монолитную броню из композитных материалов, или керамическую броню. Между слоями имеется смесь корундовых частиц со связующим. Способ получения брони заключается в том, что частицы корунда подвергаются металлизации, а затем спекаются под прессом. Достигается повышение стойкости брони. 3 н. и 7 з.п. ф-лы.
Изобретение относится к пуленепробиваемому изделию и способу его изготовления. Пуленепробиваемое изделие включает множество волокнистых слоев, причем каждый из указанных слоев включает сеть из волокон, в которой волокна имеют прочность, составляющую по меньшей мере 800 мН/текс (1100 МПа) согласно стандарту ASTM D 7269-07, и включает матричный материал, причем матричный материал представляет собой смесь, включающую по меньшей мере один статистический сополимер стирола и бутадиена и по меньшей мере один придающий клейкость реагент. Технический результат - по сравнению с изделием, имеющим такую же конструкцию, но содержащим матричный материал без придающего клейкость реагента, изделие согласно изобретению имеет повышенную адгезию между волокнистыми слоями в состоянии до и после старения, меньшее водопоглощение после пропитывания водой. Кроме того, изделие, включающее металлическую или керамическую пластину, проявляет минимальное или даже нулевое расслоение волокнистых слоев после удара пули. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 5 табл., 29 пр.
Наверх