Энергопоглощающая структура для защиты днища наземных транспортных средств

Изобретение относится к области транспортного машиностроения. Энергопоглощающая структура для защиты днища наземных транспортных средств состоит из внутреннего и наружного слоев защиты, выполненных из броневых и/или конструкционных сплавов. Между слоями защиты расположена прослойка. Прослойка выполнена в виде двух одинаковых рядов U- или W-образных энергопоглощающих профилей, зеркально обращенных друг к другу и сдвинутых на полшага относительно друг друга. Торцевые ребра энергопоглощающих профилей одного ряда опираются на торцевые ребра соседних энергопоглощающих профилей противоположного ряда. Достигается повышение эффективности энергопоглощения при подрыве. 3 ил.

 

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, а именно к защите наземных транспортных средств от минного подрыва.

В связи с практически десятикратным ростом требований по противоминной стойкости объектов военной и гражданской техники актуализировалась задача по обеспечению этих требований. Необходимы новые решения по защите объектов техники для обеспечения безопасности перевозимых людей и грузов. Самым простым решением этой задачи является увеличение толщины днища, т.к. «жесткость на изгиб» находится в прямой зависимости от толщины материала, но подобное решение резко увеличивает вес изделия. В другом варианте решения, которое бы обеспечивало эти требования с более низким повышением веса изделия, предлагается применять композитные или разнесенные структуры днища, но наиболее кардинальным решением рассматриваемой задачи является использование конструкции днища, в которой осуществляется механизм поглощения энергии в случае подрыва.

Пример подобного решения описан в заявке на изобретение RU 94013045 А1, 27.04.1996 «Транспортная машина для использования в зоне чрезвычайных ситуаций». В машине использована в качестве днища специальная рамная конструкция, состоящая из продольных и поперечных балок со специальной композитной набивкой межрамного пространства. Недостатком такой конструкции является низкая эффективность ее работы из-за наличия решетчатого реберного каркаса, препятствующего полной реализации энергопоглощающих свойств композитной набивки.

Также известна конструкция противопульно-противоснарядной защиты, раскрытая в патенте на полезную модель RU 116988 U1, 10.06.2012. Конструкция содержит внешний слой из высокопрочного металла или керамики, тыльный слой из стали или алюминиевого сплава и срединный энергопоглощающий слой из пены алюминиевого сплава, при деформации которого поглощается энергия воздействия. Недостатком такого решения является большой вес конструкции и сложность технологии ее изготовления из-за использования в ней пеноалюминиевого сплава.

Прототипом заявленного решения является энергопоглощающий элемент днища бронированного автомобиля с повышенной противоминной стойкостью, описанный в патенте на полезную модель RU 126448 U1, 27.03.2013. Он состоит из внутреннего и наружного слоев защиты, выполненных из броневой стали, между которыми расположена энергопоглощающая прослойка в виде плотно уложенных труб круглого сечения. Недостатком данной конструкции является низкая эффективность энергопоглощения из-за плотной укладки труб, которая будет препятствовать полному развитию деформации труб при подрыве, поскольку длина интервала контакта труб, составляющая 2R, в полтора раза меньше длины сплющивания, составляющей 2πR/2.

Техническим результатом предлагаемой энергопоглощающей структуры для защиты днища наземных транспортных средств является повышение ее эффективности энергопоглощения при подрыве.

Указанный результат достигается тем, что в известном техническом решении, содержащем внутренний и наружный слои защиты из конструкционных и/или броневых сплавов, между которыми расположена прослойка, прослойка выполнена в виде двух одинаковых рядов U- или W-образных энергопоглощающих профилей, зеркально обращенных друг к другу и сдвинутых на полшага относительно друг друга, при этом торцевые ребра энергопоглощающих профилей одного ряда опираются на торцевые ребра соседних энергопоглощающих профилей противоположного ряда.

При подрыве транспортного средства энергия ударной волны будет изначально поглощаться за счет взаимных деформаций энергопоглощающих профилей, расположенных в прослойке, в результате чего снижается воздействие минного подрыва на машину в целом.

Предлагаемое выполнение прослойки в виде двух одинаковых рядов U-или W-образных энергопоглощающих профилей позволит полностью сдеформироваться профилям, образуя в конечном итоге единую плоскость, тем самым проявляя максимальный эффект энергопоглощения.

Выполнение прослойки из двух рядов U- или W-образных энергопоглощающих профилей в конструкции днища транспортного средства для защиты от минного подрыва не известно и для специалиста явным образом не следует из уровня техники. Изобретение может применяться преимущественно в военной сфере для защиты перевозимых людей и грузов от минного подрыва.

Таким образом, заявленное решение соответствует критериям патентоспособности «новизна», «изобретательский уровень» и «промышленная применимость».

На фиг. 1 изображена конструкция заявленной энергопоглощающей структуры из W-образных энергопоглощающих профилей с представлением их поэтапной трансформации в результате подрыва.

На фиг. 2 изображена конструкция заявленной энергопоглощающей структуры из U-образных энергопоглощающих профилей с представлением их поэтапной трансформации в результате подрыва.

На фиг. 3 изображен пример закрепления энергопоглощающей структуры на днище транспортного средства.

Энергопоглощающая структура для защиты днища наземных транспортных средств (см. фиг. 1) состоит из внутреннего 1 и наружного 2 слоев защиты, между которыми расположена прослойка 3, выполненная в виде двух одинаковых рядов W-образных энергопоглощающих профилей, зеркально обращенных друг к другу и сдвинутых на полшага t относительно друг друга, при этом торцевые ребра энергопоглощающих профилей одного ряда опираются на торцевые ребра соседних энергопоглощающих профилей противоположного ряда.

Вариант выполнения прослойки 3 из U-образных энергопоглощающих профилей показан на фиг. 2.

В качестве материалов для изготовления внутреннего 1 и наружного 2 слоев защиты могут использоваться конструкционные и броневые сплавы, типа АМг6, АБТ, Сталь 3, A3 и т.д. При этом внутренним слоем защиты 1 является основное днище транспортного средства, а наружным 2 - фальшднище.

Энергопоглощающие профили в прослойке 3 предпочтительно изготавливать из легкодеформируемых сплавов, например из алюминиевых сплавов.

Конструктивные параметры предлагаемой структуры, такие как применяемые материалы, толщины, шаг t и т.д., будут зависеть от предъявляемых к машине требований по противоминной стойкости, т.е. выбираются исходя из мощности подрыва.

Принцип работы предлагаемой энергопоглощающей структуры заключается в следующем. При подрыве под днищем транспортного средства заряда взрывчатого вещества образуется ударная волна. Под ее воздействием происходит перемещение вверх наружного слоя защиты 2 относительно внутреннего слоя 1, в результате которого происходит деформация энергопоглощающих профилей в прослойке 3.

На фиг. 1 и 2 показан поэтапный процесс максимальной деформации энергопоглощающих профилей при подрыве:

а) начальное положение;

б) проскальзывание и взаимопроникновение;

в) разгибание с переводом в плоскость;

г) осаждение и смятие.

Сборка предлагаемого изобретения осуществляется следующим образом.

Энергопоглощающие профили через заданный шаг t неподвижно крепятся своими основаниями к соответствующим поверхностям наружного и внутреннего слоям защиты, например путем винтового соединения, сваркой, точечной сваркой или заклепками. Метод крепления будет зависеть от используемых материалов в слоях защиты. При этом профили на слоях защиты располагаются таким образом, чтобы при установке наружного слоя защиты к внутреннему, торцевые ребра энергопоглощающих профилей одного ряда опирались на торцевые ребра соседних энергопоглощающих профилей противоположного ряда (см. положение а на фиг. 1, 2).

Вариант одного из возможных примеров крепления наружного слоя защиты 2 к внутреннему 1 показан на фиг. 3. Данный вариант предполагает крепление фалынднища 2, имеющего корытообразный вид со скосами на краях, к основному днищу точечной сваркой с определенным шагом, достаточным для надежной фиксации конструкции под днищем при эксплуатации машины в обычных условия, но обеспечивающей разрыв крепления при критической нагрузке, возникающей при подрыве. При подрыве мины под днищем машины вследствие динамического воздействия произойдет отрыв крепления фальшднища в местах сварки, его края разогнутся наружу и тем самым ничто не будет препятствовать работе энергопоглощающих профилей.

Оптимальным вариантом применения предлагаемой энергопоглощающей структуры по массе и уровню противоминной стойкости является конструкция, в которой толщина наружного слоя защиты меньше толщины внутреннего слоя, известной из тактико-технических характеристик машины, в 3-5 раз, а прессованные энергопоглощающие профили имеют толщину тела профиля в пределах от 2 мм до 10 мм. Толщина прослойки 3 выбирается приблизительно 1/10 от клиренса транспортного средства.

Экспериментальные расчеты показали, что при взрыве взрывчатого вещества, массой ориентировочно 2 кг в тротиловом эквиваленте, благодаря предложенной структуре позволяет достичь энергопоглощение за счет взаимного скольжения и разгибания энергопоглощающих элементов от 40 до 50% потенциальной энергии подрыва, что будет достаточно для безопасности находящихся в машине людей и грузов.

Энергопоглощающая структура для защиты днища наземных транспортных средств, состоящая из внутреннего и наружного слоев защиты, выполненных из броневых и/или конструкционных сплавов, между которыми расположена прослойка, отличающаяся тем, что прослойка выполнена в виде двух одинаковых рядов U- или W-образных энергопоглощающих профилей, зеркально обращенных друг к другу и сдвинутых на полшага относительно друг друга, при этом торцевые ребра энергопоглощающих профилей одного ряда опираются на торцевые ребра соседних энергопоглощающих профилей противоположного ряда.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к боевому роботу и предназначено для уничтожения и демаскировки противника на поле боя. Боевой робот состоит из мобильного модуля, управляемого с помощью удаленного пульта управления, и содержит два электродвигателя постоянного тока высокого напряжения, содержит пистолет-пулемет, который всегда направлен вперед и имеет пружинную вертикальную подвеску, постоянно направленную горизонтально, имеющую возможность отклоняться вверх или вбок от действия отдачи пистолет-пулемета, и/или имеет огнемет.

Изобретение относится к транспортному машиностроению и военной технике, конкретно - к бронированным наземным транспортным комплексам. Наземный транспортный комплекс с бортовой самоходной эвакокапсулой содержит транспортное средство, в состав которого входят корпус, энергетическая установка с двигателем, трансмиссия, движитель и оборудование, и бортовую самоходную эвакокапсулу, в состав которой также входят корпус, энергетическая установка с двигателем, трансмиссия, движитель и оборудование, с возможностью автономной эвакуации экипажа на эвакокапсуле с указанного транспортного средства.

Устройство для контроля и управления вооружением военной гусеничной машины (ВГМ) содержит блок приема и контроля данных (ПКД) аппаратуры 1В112, датчики обратной связи ПБ5.155.003 блока управления 2А64, индикатор горизонтирования, манометр давления воздуха системы управления гидроамортизаторами, индикаторы типа, остатка и серии снарядов пульта командира, индикатор нагрева жидкости в противооткатных устройствах пульта командира, блок передачи данных аппаратуры 1В112, блок обработки информации, блок хранения информации, блок кодирования, блок передачи данных аппаратуры 1В112, блок сбора данных, датчики обратной связи ПБ5.155.003 блока управления 2А64, устройства, определяющие количество произведенных выстрелов, осечку при выстреле, количество жидкости в тормозе откатных частей, величину давления в накатнике, датчики, определяющие температуру окружающей среды, температуру заряда, атмосферное давление, длину отката орудия, пульт управления оператора, блок кодирования оператора, блок приемо-передачи оператора, соединенные определенным образом.

Изобретение относится к области инженерных машин бронетанковой техники, в частности к бронированным ремонтно-эвакуационным машинам (БРЭМ) легкого класса. БРЭМ содержит корпус с крышей, опорно-поворотное устройство крана с колонной и с закрепленными на колонне шариковой поворотной опорой с двумя рядами шариков и радиальным сферическим подшипником с кольцом.

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к танкостроению. Наземный транспортный комплекс содержит первое транспортное средство с корпусом, моторно-трансмиссионной установкой и движителем в составе ходовой части, а также полностью установленное на нем в крайней части корпуса и соединенное с ним второе транспортное средство, представляющее собой капсулу с собственными корпусом, моторно-трансмиссионной установкой и движителем в составе ходовой части, с возможностью автономного отделения второго транспортного средства от первого транспортного средства своим ходом.

Изобретение относится к области военной техники, в частности к тренажерам для подготовки экипажей военных гусеничных машин. Тренажер для подготовки экипажей военных гусеничных машин, не имеющих в техническом оснащении собственного программного обеспечения, содержит ЭВМ для обработки информации с устройств ввода, связанных с органами управления, и устройства вывода информации.

Изобретение относится к области светотехники, а именно к приборам освещения и световой сигнализации бронированных транспортных средств, и предназначено для использования в транспортных средствах военного назначения.

Группа изобретений относится к бронированному транспортному средству и броне для транспортного средства. Бронированное транспортное средство содержит кузов и элементы бронезащиты, размещенные и жестко закрепленные в кузове: в дверях, и/или на задней стенке кузова, и/или на передней стенке кузова, и/или на полу кузова, и/или на оборудовании, с образованием бронированной конструкции.

Изобретение относится к робототехническим комплексам для ведения дистанционной работы в боевых условиях. Боевой роботизированный мобильный комплекс содержит легкобронированную машину с установленным на ней двигателем, трансмиссией, ходовой частью с движителем, вооружением и аппаратурой управления.

Изобретение относится к базовым шасси робототехнических комплексов, предназначенных для ведения дистанционной работы в боевых условиях. Самодвижущаяся платформа робототехнического комплекса содержит бронированный корпус, ходовую систему с электроприводом и стойками, силовую часть, автономный источник энергии с двигателем внутреннего сгорания.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для контроля качества композитных броневых преград. Заявлено устройство теплового контроля качества композитных броневых преград на основе анализа энергии поглощения поражающего элемента, включающее устройство для стрельбы, расположенное между подложкой и устройством для стрельбы на траектории полета поражающего элемента устройство для измерения скорости полета поражающего элемента на выходе устройства для стрельбы, подложку из пластичного материала.

Изобретение относится к бронированным объектам, главным образом к танкам с динамической броневой защитой, и одновременно к средствам маскировки военных объектов с помощью маскировочного покрытия, закрепленного на поверхности объекта.

Изобретение относится к средствам защиты техники и экипажа от пуль, осколков и гранатометных гранат. Защитный композитный материал содержит сэндвич, включающий в себя по меньшей мере три слоя, склеенных между собой.

Изобретение относится к военной технике, в частности к конструкции броневой защиты, предназначенной для противодействия кумулятивным боеприпасам. Динамическая защита содержит корпус, в котором расположены две параллельные металлические пластины, детонаторы, равномерно расположенные в зазоре между металлическими пластинами, датчики определения координат проникающей кумулятивной струи, закрепленные на внутренних поверхностях пластин.

Изобретение относится к оборонной технике и предназначено для проведения испытаний лицевых металлических преград - основы гетерогенных защитных структур. Способ включает выстреливание бойков со скоростью, большей скорости удара, определение и замер глубины ударного внедрения бойка диаметром d в поверхность металла h (глубина каверны).
Изобретение относится к области разработки средств защиты техники от бронебойных пуль. Многослойная комбинированная броня содержит высокотвердый фронтальный слой из керамического блока или элементов, соединенных связующим в монолит, высокопрочный энергоемкий тыльный слой и промежуточный слой.

Изобретение относится к системам реактивной защиты для защиты неподвижных и движущихся объектов от поражающих элементов. Система неподвижно или подвижно установлена или может устанавливаться на обращенной к поражающему элементу (3) стороне подлежащего защите объекта (1) и содержит по меньшей мере одну расположенную под некоторым углом (2) наклона относительно направления поражающего элемента защитную поверхность (4).

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при изготовлении броневых листов из (α+β)-титанового сплава. Способ изготовления броневых листов из (α+β)-титанового сплава включает подготовку шихты, выплавку слитка состава, мас.%: 3,0-6,0 Al; 2,8-4,5 V; 1,0-2,2 Fe; 0,3-0,7 Mo; 0,2-0,6 Cr; 0,12-0,3 О; 0,010-0,045 С; <0,05 N; <0,05 Н;<0,15 Si; <0,8 Ni; остальное - титан.

Изобретение относится к броневым конструкциям. Устройство защиты от противотанковых кумулятивных гранат представляет собой экран.

Группа изобретений относится к области транспортного машиностроения. Способ установки стекол при бронировании автомобиля по первому варианту заключается в том, что бронированные стекла устанавливаются за штатными при помощи рамки, соединяемой с заходной частью стекла и повторяющей форму стекла, и крепежных элементов.

Изобретение относится к области транспортного машиностроения. Структура передней секции кузова транспортного средства содержит туннель пола первый, усиливающий элемент передней секции кузова, нижнюю крайнюю хвостовую часть переднего бокового элемента, передний боковой элемент и второй усиливающий элемент передней секции кузова.

Изобретение относится к области транспортного машиностроения. Энергопоглощающая структура для защиты днища наземных транспортных средств состоит из внутреннего и наружного слоев защиты, выполненных из броневых иили конструкционных сплавов. Между слоями защиты расположена прослойка. Прослойка выполнена в виде двух одинаковых рядов U- или W-образных энергопоглощающих профилей, зеркально обращенных друг к другу и сдвинутых на полшага относительно друг друга. Торцевые ребра энергопоглощающих профилей одного ряда опираются на торцевые ребра соседних энергопоглощающих профилей противоположного ряда. Достигается повышение эффективности энергопоглощения при подрыве. 3 ил.

Наверх