Бронезащита

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 вооружений 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.

Известна бронезащита (патент РФ 2204107; МПК F41H 5/04; опубл. 10.05.2003 г.), предназначенная для защиты от пуль со стальным сердечником объектов различного назначения.

Бронезащита от пуль со стальным сердечником включает защитные экраны, выполненные из металлических сеток с величиной ячеек от половины до одного калибра пули. При этом сетки выполнены из проволоки с твердостью не менее твердости сердечника пули.

Недостатками такой бронезащиты является следующее:

- большая толщина бронезащиты;

- данное техническое решение не позволяет защитить объекты от пуль калибра более 7,62 мм и высокоэнергетических осколков поля боя.

Известен броневой элемент для защитного жилета (патент РФ №2331038; МПК F41H 5/04, F41H 1/02; опубл. 10.08.2008 г.), предназначенный для защиты человека от поражения пулями с высокой кинетической энергией.

Броневой элемент имеет три варианта исполнения. Броневой элемент для защитного жилета по варианту 1 содержит броневую плиту, на лицевой стороне которой выполнены полусферические углубления в шахматном порядке, и броневую подложку. Полусферические углубления выполнены с радиусом кривизны не менее половины калибра пули, но не более расстояния от начала наконечника пули до ее центра тяжести, а броневая подложка выполнена с углублением со стороны броневой плиты. Броневой элемент для защитного жилета по варианту 2 содержит броневую плиту, броневую подложку и демпфирующе-амортизационный элемент, размещенный с тыльной стороны броневой плиты. Броневая подложка выполнена с углублением со стороны демпфирующе-амортизационного элемента. Броневой элемент для защитного жилета по варианту 3 содержит броневую подложку и сформированные в блок броневые плиты и демпфирующе-амортизационные элементы, размещенные с лицевой и тыльной стороны броневых плит. Броневая подложка выполнена с углублением со стороны демпфирующе-амортизационного элемента.

Недостатками такого броневого элемента являются следующее:

- данное техническое решение не позволяет защитить объекты от пуль со скоростями свыше 500 м/с и высокоэнергетических осколков поля боя;

- высокая сложность изготовления броневого элемента;

- большая толщина характеристики.

Наиболее близким аналогом является многослойная бронепреграда (патент РФ №2180426; МПК F41H 5/04; опубл. 10.03.2002 г.), защищающая от воздействия бронебойных пуль для использования в качестве бронепанелей танков, вертолетов и других транспортных средств.

Многослойная бронепреграда содержит подложку из алюминиевого сплава, слой примыкающих друг к другу керамических пластин из оксида алюминия и наружную облицовку. Толщина керамических пластин составляет 0,8-1,2 толщины подложки, при этом подложка выполнена из алюминиевого сплава с пределом прочности не менее 340 МПа, с удлинением на разрыв не менее 15%, а керамические пластины выполнены

из оксида алюминия с плотностью 3300-3900 кг/м3. Керамические пластины скреплены с наружной облицовкой, подложкой и между собой в слое в местах примыкания их торцов друг к другу с помощью клея с плотностью 100-200 кг/м3, толщина клеевого слоя между керамическими пластинами не превышает 0,5 мм, а между этими пластинами и подложкой не превышает 0,7 мм. Наружная облицовка выполнена из двух слоев ткани, например, стеклоткани.

Недостатками такой бронепреграды являются следующее:

- невысокая стойкость к бронебойным пулям крупнокалиберного стрелкового оружия вследствие применения подложки с низким пределом прочности и керамических пластин, обладающих не самыми высокими физико-механическими характеристиками;

- достаточно высокая удельная масса вследствие применения керамических пластин из оксида алюминия с плотностью 3300-3900 г/см3.

Задачей изобретения является разработка надежной защиты объекта от воздействия пуль до калибра 12,7 мм и высокоэнергетических осколков поля боя с поверхностной плотностью не более 90 кг/м2 и толщиной не более 22 мм.

Техническим результатом предлагаемого решения является уменьшение поверхностной плотности бронезащиты с сохранением защитных свойств за счет введения в конструкцию бронезащиты подложки из металлического материала с ребрами жесткости, что позволяет сохранить жесткость подложки и обеспечить минимальный вес конструкции бронезащиты.

Технический результат достигается тем, что бронезащита содержит подложку, керамический элемент и наружную облицовку, склеенные между собой. Подложка 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, высотой не более половины толщины подложки, ширина ребер жесткости и выборок не более половины калибра пули. Толщина керамического элемента составляет 1,3-1,8 толщины подложки. Между керамическим элементом и подложкой может быть установлен дополнительный слой подложки, при этом толщина подложки с ребрами жесткости составляет 0,3-0,7 суммарной толщины обеих подложек. Наружная облицовка выполнена из материала с прочностью σ50 МПа толщиной 0,2-2,5 мм. Керамический элемент состоит из примыкающих друг к другу пластин, склеенных между собой.

Керамические пластины могут быть выполнены из бронекерамики SiC, В4С. Подложка может быть выполнена однослойной или многослойной. При многослойном исполнении, в зависимости от требуемого уровня защиты, толщина подложки с ребрами жесткости составляет 0,3-0,7 суммарной толщины обеих подложек. Ребра жесткости на подложке образованы путем выборки металла. Толщина подложки в зоне выборок должна быть достаточной для остановки вторичных осколков, образующихся при разрушении поражающего элемента, в слоях бронепреграды и недопущению их проникновения за пределы бронепреграды. Экспериментально установлено, что глубина выборки величиной не более половины толщины подложки обеспечивает остановку вторичных осколков поражающего элемента в слое облегченной подложки. Увеличение этого размера более половины толщины подложки не обеспечивает удержания вторичных осколков. Для сохранения необходимой жесткости подложки ширина ребер жесткости должна быть в пределах 0,4-0,6 от калибра пули, а для обеспечения минимальных весовых характеристик она должна быть как можно меньше. Для поражающих элементов с кинетической энергией до 20 кДж усредненная ширина ребер жесткости составляет половину калибра поражающего элемента. Ширина выборок должна быть не более половины калибра поражающего элемента для того, чтобы сформированный поражающий элемент по габариту не проходил в образованную выборкой ячейку. Подложка с ребрами жесткости устанавливается с тыльной стороны бронезащиты и соединяется с керамическими пластинами (либо с дополнительным слоем подложки) поверхностью с ребрами жесткости. Керамические пластины могут заневоливаться наружной облицовкой.

Стойкость к воздействию бронебойно-зажигательных пуль стрелкового оружия и высокоэнергетических осколков поля боя и, как следствие, повышение надежности заявляемой защитной преграды достигается за счет того, что при воздействии пули или осколка на заневоленную с помощью облицовки керамическую пластину происходит эффективное воздействие на поражающий элемент за счет запасенной энергии, реализуемой в сходящемся к оси пробоины движении частиц керамической пластины. Запасание энергии «заневоленной» керамической пластиной происходит за счет энергии проникающего поражающего элемента. Благодаря высоким характеристикам упругости и прочности при сжатии керамические материалы способны кратковременно запасать значительную часть энергии при проникании поражающего элемента. Помимо энергетической составляющей происходит перераспределение энергии на большую площадь за счет образующего конуса разрушения в керамической пластине. Кроме того, за счет бокового ограничения керамической пластины облицовкой и соседними бронезащитными элементами, уменьшается (либо исключается) разгрузка (краевые эффекты) в керамическом слое. Образующиеся вторичные осколки улавливаются подложкой, при этом наличие подложки с пределом прочности при растяжении от 0,64 до 2,0 ГПа позволяет более эффективно взаимодействовать с поражающим элементом, снижая проникающее действие, уменьшая величину прогиба подложки и величину запреградного действия. Толщина керамических пластин из бронекерамики SiC, В4С, обладающих высокими физико-механическими характеристиками, составляет от 1,3 до 1,8 толщины подложки, что позволяет останавливать крупнокалиберные пули стрелкового оружия и высокоэнергетические осколки поля боя. Образующиеся при выполнении ребер жесткости выборки в материале облегченной подложки позволяют уменьшить массу бронезащиты в тех же габаритах конструкции, при этом жесткостные характеристики подложек сохраняются на должном уровне.

На фиг. 1 изображена бронезащита с облегченной подложкой, где: 1 - керамическая пластина, 2 - подложка с ребрами жесткости, 3 - дополнительный слой подложки, 4 - облицовка, 5 - ребро жесткости, А - высота ребер жесткости, Б - ширина ребер жесткости, В - ширина выборки.

В качестве примеров конкретного исполнения бронезащиты с облегченной подложкой предложены следующие.

1. Для защиты от бронебойно-зажигательной пули калибра 12,7 мм керамический элемент 1 выполнен из карбида бора толщиной 15 мм. Облегченная подложка (подложка с ребрами жесткости) 2 выполнена из стали 26ГСМ толщиной 6 мм. Облицовка 4 для фиксации керамического элемента 1 выполнена из стали 12Х18Н10Т толщиной 1 мм. Поверхностная плотность брони составляет 80,4 кг/м2.

2. Для защиты от пули Б-32 калибра 7,62 мм фронтальный керамический слой 1 выполнен из карбида бора толщиной 7 мм. Подложка 3 выполнена из АМгб толщиной 2 мм, облегченная подложка 2- из стали 12Х18Н10Т толщиной 4 мм. Облицовка 4 для фиксации керамического слоя 1 выполнена из стали 12Х18Н10Т толщиной 1 мм. Поверхностная плотность брони составляет 64,3 кг/м2.

Заявляемая конструкция позволяет решить поставленную задачу по разработке надежной бронезащиты от воздействия бронебойно-зажигательных пуль стрелкового оружия, высокоэнергетических осколков поля боя и получить новый технический результат, заключающийся в уменьшении поверхностной плотности бронезащиты с сохранением ее защитных характеристик.

Проведенные испытания на моделях подтвердили заявляемый технический результат.

1. Бронезащита, содержащая подложку, керамический элемент и наружную облицовку, склеенные между собой, отличающаяся тем, что подложка изготовлена из стали с пределом прочности при растяжении σв=0,64-2,0 ГПа и имеет ребра жесткости, выполненные на стороне, прилегающей к керамическому элементу высотой не более половины толщины подложки, ширина ребер жесткости и выборок составляет не более половины калибра пули, а толщина керамического элемента 1,3-1,8 толщины подложки.

2. Бронезащита по п.1, отличающаяся тем, что между керамическим слоем и подложкой установлен дополнительный слой подложки, при этом толщина подложки с ребрами жесткости составляет 0,3-0,7 суммарной толщины обеих подложек.

3. Бронезащита по п.1, отличающаяся тем, что наружная облицовка выполнена из материала с прочностью σ≥50 МПа толщиной 0,2-2,5 мм.

4. Бронезащита по п.1, отличающаяся тем, что керамический элемент состоит из примыкающих друг к другу пластин, склеенных между собой.



 

Похожие патенты:

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.

Изобретение относится к броневым конструкциям, которые могут быть применены в индивидуальных и транспортных средствах защиты от воздействия пуль стрелкового оружия и высокоэнергетических осколков.

Изобретение относится к конструкции многослойной бронепреграды, в частности, для использования в средствах индивидуальной защиты, защиты приборов, транспортных и стационарных устройств.

Группа изобретений относится к области вооружения, а именно к способу изготовления броневставок термозащитного контейнера из полимерных материалов и броневставкам.
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.

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 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.

Изобретение относится к области металлургии. Для повышения механических и баллистических свойств получают стальное изделие, которое содержит первую закаливаемую на воздухе легированную сталь, имеющую первую твердость, металлургически связанную со второй закаливаемой на воздухе легированной сталью, имеющей вторую твердость. Способ изготовления стального изделия из двух слоев разной твердости включает создание первого компонента из легированной стали, закаливаемой на воздухе, который содержит первую сопрягаемую поверхность и имеет твердость первого компонента, и создание второго компонента из легированной стали, закаливаемой на воздухе, который содержит вторую сопрягаемую поверхность и имеет твердость второго компонент. Первый компонент из закаливаемой на воздухе легированной стали металлургически соединен со вторым компонентом из закаливаемой на воздухе легированной стали, для образования металлургически соединенного пакета. Металлургически соединенный пакет подвергают горячей прокатке для создания металлургической связи между первой сопрягаемой поверхностью и второй сопрягаемой поверхностью. 3 н. и 22 з.п. ф-лы, 2 ил., 2 табл., 1 пр.

Изобретение относится к пуленепробиваемой панели. Панель включает, по меньшей мере, первый пакет и второй пакет. Первый пакет содержит множество первых ламинатов, изготовленных из волокон первого вида, и второй пакет содержит множество вторых ламинатов, изготовленных из волокон второго вида. Волокна первого вида имеют модуль упругости при растяжении в интервале от 40 до 85 ГПа при измерении согласно стандарту ASTM D7269, а волокна второго вида имеют модуль упругости при растяжении в интервале от 86 до 140 ГПа при измерении согласно стандарту ASTM D7269. Достигается повышение устойчивости слоев к пробитию за счет использования свойств волокон первого и второго вида. 8 з.п. ф-лы, 2 ил., 3 табл.

Изобретение относится к керамокомпозитной бронепанели и может быть использовано для изготовления средств индивидуальной защиты. Бронепанель содержит тыльную многослойную композитную подложку и фронтальную оболочку антирикошетного внешнего слоя. Края тыльной подложки выполнены загнутыми по всему периметру выгнутой в вертикальном направлении бронепанели. Число слоев тыльной многослойной композитной подложки составляет от 40 до 60. На внутренней поверхности тыльной многослойной композитной подложки под панелью керамических плиток размещен промежуточный слой из высокомодульной арамидной ткани. Между слоями промежуточного слоя дополнительно размещены стальные полосы из броневой стали. Стальные полосы бронепанели размещены в поперечном направлении с перекрытием поперечных стыков керамических плиток на 10-11 мм, а керамические плитки бронепанели в состоянии всестороннего сжатия закреплены в промежуточном слое над стальными полосами последовательно, со смещением каждого последующего ряда керамических плиток на половину ширины керамической плитки предыдущего ряда. Достигается повышение эффективности защиты, а также обеспечение заданного поглощения энергии при краевом воздействии на керамическую плитку бронепанели. 3 з.п. ф-лы, 2 ил., 12 прим.

Изобретение относится к средствам защиты человека и техники от бронебойных пуль и снарядов, в частности к используемым для этих целей композитным броневым конструкциям. Композитная броня содержит дробяще-отклоняющий слой и задерживающий слой, выполненный из прочного материала. Дробяще-отклоняющий слой выполнен в виде двух панелей, состоящих из отдельных керамических элементов. Одна панель состоит из элементов в форме правильной шестигранной призмы с вогнутыми боковыми гранями относительно вертикальной оси и соединенных связующим составом на основе полимеров. Вторая панель состоит из керамических элементов цилиндрической формы, установленных вертикально. Отношение высоты элемента цилиндрической формы и высоты элемента в форме шестигранной призмы составляет от 4 до 8. Отношение диаметра вписанной окружности основания элемента в форме шестигранной призмы и диаметра основания элемента цилиндрической формы находится в диапазоне от 1,8 до 1,9. У керамического элемента цилиндрической формы основание со стороны панели из керамических элементов в форме правильной шестигранной призмы выполнено плоским, а другое основание выпуклым сферической формы. Достигается повышение надежности брони при различных баллистических воздействиях. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к композитным изделиям, например к армированным волокном композитным изделиям, имеющим улучшенную баллистическую характеристику. Композитное изделие включает множество волокон, по меньшей мере частично внедренных внутрь матрицы. По меньшей мере одну из матриц и по меньшей мере одно из множества волокон формируют по меньшей мере из одного термопластичного материала, термореактивного полимера. Эти волокна могут быть сцеплены с матрицей при некоторой (контролируемой) степени адгезии. Эту степень адгезии между волокнами и матрицей можно пространственно варьировать внутри композитного изделия. Например, эту степень адгезии можно варьировать по длине одного из волокон. Эту степень адгезии также можно варьировать в волокнах данного слоя. Далее, эту степень адгезии можно варьировать между волокнами композитного изделия. Изобретение позволяет получить композиты различной конфигурации с улучшенными баллистическими свойствами. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 12 ил.

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 σв0,64-2,0 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.

Наверх