Баллистическая защита с многослойной структурой, включающая в себя множество жестких элементов

Группа изобретений относится к баллистической защите и баллистическому защитному изделию. Защита включает в себя множество отдельных жестких элементов. Каждый из жестких элементов включает в себя множество слоев из высокомолекулярных полимеров, часть из которых по меньшей мере одного из жестких элементов включает в себя слоистые материалы из высокомолекулярных полиэтиленовых лент или полос в форме однонаправленных листьев. Вес на единицу площади поверхности первого жесткого элемента относительно направления случайной пули больше, чем вес на единицу площади поверхности жесткого элемента или жестких элементов, следующих за первым жестким элементом. Величина удельного модуля изгиба первого жесткого элемента относительно направления случайной пули меньше, чем удельный модуль изгиба жесткого элемента или жестких элементов, следующих за первым жестким элементом. Баллистическое защитное изделие включает в себя баллистическую защиту. Достигается снижение травмоопасности при ударе пули. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к структуре для изготовления баллистической защиты, в частности к многослойной структуре, объединяющей отдельные жесткие элементы.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

В области баллистической защиты известны текстильные структуры, останавливающие пули, выпускаемые из оружия; они, в основном, изготавливаются из волокон, обладающих высоким пределом прочности на разрыв, и текстильных структур, которые включают в себя, например: уточную и основовязаную ткань, однонаправленную ткань, ткань с волокнами различной направленности и т.д. Эти структуры могут быть использованы для изготовления жестких или эластичных баллистических защит, в соответствии с типом пули, которую требуется остановить.

Очень важно, чтобы баллистические структуры, направленные на защиту человека, не только останавливали пули, но также важно, чтобы удар от пули (и последующая вытекающая из этого деформация) не наносил существенных травм человеку, который ее носит: такие существенные травмы, при превышении допустимого порога, могут быть фатальными, или, в любом случае, не позволят человеку, носящему защиту, должным образом отреагировать на атаку, из-за сильного шока, испытываемого телом человека.

Эластичные структуры, в основном, используются в гражданских или военизированных областях для защиты от пуль, выпускаемых из ручного огнестрельного оружия. Эти пули легко деформируются и, следовательно, их проще остановить, также их коррелированная энергия и скорость, как правило, меньше 1500 Джоулей и 500 м/сек.

Эти эластичные структуры зачастую связаны с жесткими структурами существенно меньших размеров, если сценарий риска включает в себя также защиту от пуль, выпускаемых из винтовки, которые сложно деформировать и энергия которых даже выше 4000 Джоулей, а скорость больше 1000 м/сек.

Такие композитные структуры, очевидно, более тяжелые и не позволяют пользователю реагировать быстро.

В соответствии с решениями, известными в данной области техники, например, описанными в Международной патентной заявке WO2013/021401, Filli Citterio SpA, комбинация жесткой части, даже меньшего размера, с эластичной частью большего размера допускает высокую степень травматизма, но все же в приемлемых пределах.

Благодаря возможному устранению эластичных частей последующие недопустимые степени травматизма должны быть компенсированы путем введения дополнительных небаллистических элементов, которые, тем не менее, будут увеличивать вес.

Существует уже хорошо известная тенденция использовать лишь твердые пластины, защищающие от основного риска, хоть и на меньшей поверхности.

Тем не менее, несмотря на то, что в комбинации мягкой структуры/жесткой структуры степень травматизма может контролироваться благодаря мягкой структуре, там, где используется только жесткая структура, травма, наносимая пулей, выпущенной из винтовки, намного превышает допустимые значения.

Поэтому желательно обеспечить баллистическую структуру, способную обеспечить высокую сопротивляемость пробивке и уменьшенную деформацию (и результирующую травму), но в то же время обладающую ограниченным весом благодаря устранению небаллистических элементов.

ЗАДАЧИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задачей настоящего изобретения является преодоление по меньшей мере некоторых проблем предшествующего уровня техники.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение обеспечивает способ и систему, определенные в прилагаемой формуле изобретения.

В соответствии с настоящим изобретением обеспечивается баллистическая защита, содержащая множество отдельных жестких элементов, взаимодействующих, но не соединенных друг с другом, каждый из жестких элементов включает в себя множество слоев из высокомолекулярных полимеров, при этом по меньшей мере часть из множества слоев из высокомолекулярных полимеров по меньшей мере одного из жестких элементов включает в себя слоистые материалы из высокомолекулярных полиуретановых лент или полос в форме однонаправленных листов и по меньшей мере часть из множества слоев из высокомолекулярных полимеров по меньшей мере одного из жестких элементов включает в себя волокнистые слоистые материалы, пропитанные смолой, выполненные из высокомолекулярных полиэтиленовых волокон; отличающаяся тем, что: вес на единицу площади поверхности первого жесткого элемента относительно направления случайной пули больше, чем вес на единицу площади поверхности жесткого элемента или жестких элементов, которые следуют за первым слоем; и значение удельного модуля изгиба первого жесткого элемента относительно направления случайной пули меньше, чем удельный модуль изгиба жесткого элемента или жестких элементов, которые следуют за первым.

В предпочтительном варианте выполнения настоящего изобретения вес на единицу площади поверхности жестких элементов уменьшается, начиная от первого жесткого элемента относительно направления случайной пули. Более того, предпочтительно, значение удельного модуля изгиба жестких элементов повышается, начиная от первого жесткого элемента относительно направления случайной пули.

Баллистическая защита в соответствии с настоящим изобретением имеет преимущество, заключающееся в том, что структуры, состоящие из элементов, которые обладают неудовлетворительными свойствами с точки зрения баллистики, таких как, например, элементы, выполненные из полос из лент из высокомолекулярного полиэтилена, при введении в немонолитные структуры, позволяют значительно уменьшить степень травматизма, не ухудшая способности останавливать пули. При помощи баллистической защиты в соответствии с предпочтительным вариантом выполнения настоящего изобретения, степень травматизма, наносимого из-за удара пули, по меньшей мере на 20% снижается относительно степени травматизма, вызванного пулей, в структуре, имеющей тот же состав, но монолитной. Применение элементов, которые обладают худшими свойствами с точки зрения баллистики, привносит другое преимущество, заключающееся в снижении стоимости благодаря лучшей эффективности при изготовлении лент или полос, по сравнению со стоимостью производства нитей.

Предпочтительно жесткий элемент, включающий в себя волоконные слоистые материалы, состоящие из высокомолекулярных полиэтиленовых волокон, расположен на стороне, обращенной по направлению к случайной пуле.

В предпочтительном варианте выполнения слоистые материалы из высокомолекулярных полиэтиленовых лент или полос в форме однонаправленных листов размещаются так, чтобы однонаправленные листы в одном слое были наклонены под углом около 90° относительно листов следующего слоя, и у каждого слоя была по меньшей мере одна поверхность, покрытая клеем.

В соответствии с предпочтительным вариантом выполнения для получения необходимой жесткости каждый элемент отдельно прессуется под давлением от 1 до 300 бар и при температуре от 50°С до 200°С.

В предпочтительном варианте выполнения текстильные элементы полностью или частично пропитаны одним или несколькими из следующих полимеров: термопластичный, термоусадочный, эластомерный, вязкостный или вязкоэластичный.

При необходимости баллистическая защита может включать в себя по меньшей мере один керамический элемент, подобным образом встроенный в полимерную структуру и расположенный снаружи и перед первым жестким элементом относительно направления случайной пули.

В соответствии с другим объектом настоящего изобретения обеспечивается баллистическое защитное изделие, включающее в себя вышеописанную баллистическую защиту.

Настоящее изобретение позволяет изготавливать структуру баллистической защиты с высокой сопротивляемостью пробивке и сниженной деформацией (и последующей травмой), и, в то же время, обладающую ограниченным весом при помощи исключения небаллистических элементов.

Более того, элемент защиты в соответствии с изобретением позволяет достигнуть уменьшения степени травмы, не ухудшая способности остановки случайных пуль, и в то же время позволяет снизить вес защиты и ее стоимость.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Эти и прочие преимущества, задачи и признаки настоящего изобретения станут понятнее для специалистов в данной области техники из следующего описании и прилагаемых чертежей со ссылкой на не ограничивающие отдельные варианты выполнения, описанные в виде иллюстративных примеров, которые, таким образом, не должны рассматриваться как ограничение его пределов, на которых:

фиг.1 изображает схематичный вертикальный разрез структуры для изготовления баллистической защиты в соответствии с возможным вариантом выполнения настоящего изобретения;

фиг.2 изображает схематичный вертикальный разрез структуры для изготовления баллистической защиты в соответствии с возможным альтернативным вариантом выполнения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ВЫПОЛНЕНИЯ

В своей основной форме и со ссылкой на прилагаемые чертежи баллистическая защита для персональной защиты в соответствии с настоящим изобретением включает в себя множество жестких структур, отделенных одна от другой, в которых по меньшей мере один жесткий элемент включает в себя наслоение листов, состоящих из лент высокомолекулярного полиэтилена, расположенных параллельным и однонаправленным образом, при этом указанные листы имеют перекрестное расположение волокон и прессуются при высокой температуре, при этом клейкий полимер наносится по меньшей мере на одну поверхность каждого листа, и при этом по меньшей мере один другой жесткий элемент включает в себя наслоение однонаправленных нитей, пропитанных смолой, при этом каждый слой однонаправленных нитей расположен перекрестно соседнему, и они подвергаются воздействию температуры и давления. В предпочтительном варианте выполнения, жесткая конструкция, по которой первой ударяет пуля, изготовлена из жесткого элемента, состоящего из ультравысокомолекулярных полиэтиленовых нитей. Степень травмы, получаемой ударом пули, существенно снижена по сравнению с монолитным наслоением такого же веса.

Баллистическая защита в соответствии с настоящим изобретением включает в себя по меньшей мере два жестких слоя, разделенных, взаимодействующих и не соединенных друг с другом. Вес на единицу площади поверхности жесткого элемента, помещенного первым в направлении случайной пули (т.е. первого, по которому ударяет пуля) больше, чем вес на единицу площади поверхности другого следующего жесткого элемента или элементов; значение удельного модуля изгиба жесткого элемента, по которому сначала ударяет пуля, меньше, чем удельный модуль изгиба следующего жесткого элемента или элементов.

В одном варианте выполнения баллистическая защита включает в себя по меньшей мере два отдельных жестких элемента, в которых вес на единицу площади поверхности первого элемента, по которому ударяет пуля, больше, чем удельный вес на единицу площади поверхности всех прочих элементов: удельный вес на единицу площади поверхности элемента, который следует за первым элементом, составляет от 95% до 5% относительно первого элемента.

фиг.1 представляет баллистическую защиту, в соответствии с одним вариантом выполнения настоящего изобретения, которая включает в себя первый жесткий элемент 101 и второй жесткий элемент 103. Возможный альтернативный вариант выполнения, включающий три жестких элемента 101, 103 и 105, представлен на Фиг.2 (фиг.2 также изображает необязательный керамический элемент, который будет описан далее).

Предпочтительно, вес на единицу площади поверхности жесткого элемента, который следует за первым, составляет от 70% до 20% относительно веса на единицу площади поверхности первого элемента.

В результате, толщина первого элемента больше, чем толщина всех остальных.

В варианте выполнения, включающем в себя три отдельных жестких элемента, вес на единицу площади поверхности второго жесткого элемента составляет от 95% до 5% от веса на единицу площади поверхности первого элемента, предпочтительно – от 70% до 20%; вес на единицу площади поверхности третьего жесткого элемента составляет от 95% до 5% относительно веса первого жесткого элемента.

Например, в решении с тремя жесткими и отдельными элементами, вес на единицу площади поверхности первого элемента составляет 13 кг/м2, вес на единицу площади поверхности второго элемента составляет 3,5 кг/м2, и третьего элемента – 2,5 кг/м2.

В другом возможном варианте выполнения настоящего изобретения, с тремя жесткими и отдельными элементами, вес на единицу площади поверхности первого элемента составляет 13 кг/м2, вес на единицу площади поверхности второго жесткого элемента составляет 1,5 кг/м2 и вес на единицу площади поверхности третьего жесткого элемента составляет 3,5 кг/м2.

В предпочтительном варианте выполнения удельный модуль изгиба жесткого элемента, по которому пуля ударяет в первую очередь, по меньшей мере на 10% ниже, чем удельный модуль изгиба следующего элемента или элементов. При такой комбинации, меньший модуль изгиба первого элемента, по которому пуля ударяет в первую очередь, позволяет деформации поглощать энергию, в то время как более высокий модуль изгиба следующих слоев контролирует причиняемую деформацию и, следовательно, связанную с ней травму.

В предпочтительном варианте выполнения удельный модуль изгиба возрастает, начиная от первого элемента к последнему.

Типичные значения модуля для жестких слоистых материалов на основе волокнистых материалов лежат в диапазоне от 50 до 150 килофунт/дюйм2, типичные значения удельного модуля изгиба для слоистых материалов на основе лент или пластин лежат в диапазоне от 200 до 400 килофунт/дюйм2.

В одном варианте выполнения настоящего изобретения первый жесткий элемент состоит из текстильного элемента, состоящего из нитей с пределом прочности на разрыв выше 10 г/ден, удлинение до разрыва составляет более 1% и модуль прочности на разрыв выше 40ГПа. Такой первый жесткий текстильный элемент, предпочтительно, включает в себя ультравысокомолекулярные полиэтиленовые волокна, такие как, например, волокна типа Spectra® или Dyneema®, обладающие молекулярным весом более 500000. В предпочтительном варианте выполнения молекулярный вес больше 2000000 (двух миллионов). Эти волокна, предпочтительно, пропитываются термопластичными эластомерными смолами, например, типа Kraton®, и затем наслаиваются для образования непрерывного листа с двунаправленной структурой, с перекрестными волокнами, например, под углами 0°/90° или +/-45°. Эти слоистые материалы включают в себя слоистые материалы, известные как, например, НВ50 Dyneema® или Spectra 3137®. Некоторые из этих листов, также перемешанные в отношении веса и качества, накладываются друг на друга и объединяются с помощью давления, как правило, от 1 до 300 Бар, и предпочтительно при температуре в диапазоне от 50 до 200°С.

Формы, получающиеся в результате такого прессования, могут быть плоскими, с простой кривизной или с множеством искривлений, в зависимости от конкретных потребностей.

Первый монолитный элемент может также включать в себя частично волокнистые слоистые материалы на основе ультра высокомолекулярного полиэтилена, в комбинации со слоистыми материалами, изготовленными из лент или полос, состоящих из высокомолекулярного полиэтилена, со слоистыми материалами, изготовленными из арамидных, сополиарамидных, полибензоксазольных, жидкокристаллических волокон, таких как, например, Kevlar®, Twaron®, Artec®, пиперонилбутоксид (PBO), полибутилентерефталам (PBT), Vectran® волокна.

Элементы, включающие в себя ленты или полосы, изготовленные из высокомолекулярного полиэтилена, включают в себя множество слоев из однонаправленных слоистых материалов, которые затем объединяются в один с помощью давления и температуры, при этом углы наложения составляют от 0°/90° до +/-45°.

Эти слои могут быть объединены друг с другом с помощью применения тепла и давления благодаря присутствию клейкого вещества на по меньшей мере одной поверхности.

Эти ленты или полосы, расположенные однонаправлено, такие как, например, производит компания Teijin под названием Endumax®, имеют типовую толщину 50/60 микрон, прочность на разрыв от 20 до 26 сН/децитекс, и удлинение от 1,5 до 2%, модуль выше 1400 г/децитекс и молекулярный вес более 2000000.

Такие слоистые материалы прессуются при температуре в диапазоне от 50° до 200° и при давлении от 1 до 300 Бар.

Подобные продукты также изготавливает DuPont® под названием Tensylon® или DSM® под названием BT10®.

В возможном варианте выполнения, требующем повышенной защиты от пробивания бронебойными пулями, в частности усиленными пулями пробивного типа, сердцевины которых изготовлены из стали с твердостью по Шору равной 60, или из сплавов на основе карбида вольфрама (например, 7.62х51АР), один или несколько керамических или стеклокерамических элементов 111 могут быть присоединены к вышеописанной конструкции (как показано на фиг.2).

Указанные керамические элементы 111, которые могут быть выполнены, например, из керамики на основе карбидов, оксидов или нитридов, могут быть монолитными или быть изготовлены из наложенных друг на друга керамических суб-элементов. В предпочтительном варианте выполнения настоящего изобретения по меньшей мере один керамический элемент встроен в полимерную структуру.

Такие керамические элементы могут находиться в непосредственном контакте с первой жесткой структурой или могут быть разделены прерывистым слоем (не показанным на фиг.2).

Керамический элемент, как правило, защищен дополнительной структурой для того, чтобы максимально возможно избежать фрагментации указанного элемента.

Возможны дополнительные комбинации, в зависимости от желаемого показателя деформации задней поверхности, и в соответствии с энергией пули.

Например, в показанных примерах настоящего изобретения сделана ссылка на жесткую структуру, включающую в себя два или три жестких элемента, отделенных один от другого. Первый из таких жестких элементов изготовлен (в показанных примерах) из волокнистого материала, в то время как второй и/или третий элементы изготовлены из слоистых материалов из высокомолекулярных полиэтиленовых лент или полос.

Однако возможны другие варианты выполнения, содержащие, например, более трех элементов. Более того, первый элемент (повернутый в направлении случайной пули), может включать в себя как волокнистые слои, так и слои из слоистых материалов из высокомолекулярных полиэтиленовых лент или полос, или лишь слои из слоистых материалов из высокомолекулярных полиэтиленовых лент или полос.

На практике, в любом случае, детали исполнения могут изменяться соответствующим образом как с точки зрения описанных и показанных отдельных элементов конструкции, так и с точки зрения природы указанных материалов, не нарушая концепцию адаптированного решения и, следовательно, они остаются в пределах настоящего изобретения.

Очевидно, что изменения и модификации могут быть выполнены в описанном выше, не нарушая пределов изобретения. Конечно, для того чтобы удовлетворить особым требованиям, специалист в данной области техники может применить к вышеописанному решению множество модификаций и изменений. В частности, несмотря на то, что настоящее изобретение было описано с определенной степенью точности со ссылкой на его предпочтительные варианты выполнения, следует понимать, что допустимы возможные исключения, замены и изменения в его форме и деталях, а также другие варианты выполнения; более того, явно определено, что отдельные элементы и/или этапы производственного метода, описанного со ссылкой на любое из указанных вариантов выполнения изобретения, могут быть включены в любой другой вариант выполнения, в зависимости от пожелания проектировщика.

Например, одинаковые принципы применимы в случаях, когда компоненты имеют различную структуру или включают в себя эквивалентные блоки.

ПРИМЕРЫ И ИСПЫТАНИЯ

Сравнительные испытания были проведены с помощью известных структур и структур, предлагаемых настоящим изобретением, не только для оценки степени травматизма, но также для оценки баллистических пределов.

Все испытания проводились в соответствии с Американскими Нормами Национального Института Юстиций (NIJ) 0101.04 уровень III.

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ ПРИМЕР 1 (СТРУКТУРА ПРЕДШЕСТВУЮЩЕГО УРОВНЯ ТЕХНИКИ)

78 слоев из слоистых материалов Dyneema HB50 были спрессованы при давлении 200 бар и при 122°С для формирования монолитной пластины. Данная пластина была испытана для определения степени травмы, нанесенной ударом пули

Тип пули Скорость Удельный вес (кг/м2) Травма мм
NATO 7.62X51 41 18,1 60

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ ПРИМЕР 2 (СТРУКТУРА ПРЕДШЕСТВУЮЩЕГО УРОВНЯ ТЕХНИКИ)

56 слоев из слоистых материалов Dyneema HB50 и 50 слоев Tensylon T30A были спрессованы друг с другом при 200 бар и 122°С для формирования монолитной пластины. Пластина была испытана для определения степени травмы, нанесенной ударом пули

Тип пули Скорость Удельный вес (кг/м2) Травма мм
NATO 7.62X51 40 18,3 64

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ ПРИМЕР 3 (СТРУКТУРА ПРЕДШЕСТВУЮЩЕГО УРОВНЯ ТЕХНИКИ)

48 слоев Dyneema HB50 и 66 слоев Tensylon T30A были спрессованы друг с другом при 200 бар и 122°С для формирования монолитной пластины. Пластина была испытана для определения степени травмы, нанесенной ударом пули

Тип пули Скорость Удельный вес (кг/м2) Травма мм
NATO 7.62X51 50 18,3 50

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ ПРИМЕР 4 (СТРУКТУРА ПРЕДШЕСТВУЮЩЕГО УРОВНЯ ТЕХНИКИ)

66 слоев Tensylon T30A и 48 слоев Dyneema HB5 были спрессованы друг с другом при 200 бар и 122°С для формирования монолитной пластины. Пластина была испытана для определения степени травмы, нанесенной ударом пули

Тип пули Скорость Удельный вес (кг/м2) Травма мм
NATO 7.62X51 48 18,3 55

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ ПРИМЕР 5 (СТРУКТУРА ПРЕДШЕСТВУЮЩЕГО УРОВНЯ ТЕХНИКИ)

93 слоя ENDUMAX SHIELD XF22 были спрессованы друг с другом при 55 бар и 129°С для формирования монолитной пластины. Пластина была испытана для определения степени травмы, нанесенной ударом пули

Тип пули Скорость Удельный вес (кг/м2) Травма мм
NATO 7.62X51 48 18,7 48

ПРИМЕР 6 (СТРУКТУРА В СООТВЕТСТВИИ С ОДНИМ ВАРИАНТОМ ВЫПОЛНЕНИЯ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ)

62 слоя Dyneema HB50 были спрессованы друг с другом при 200 бар и 122°C для формирования первой пластины,

36 слоев Tensylon T30A были спрессованы при 95 бар и при 122°C для формирования второй пластины.

Комбинация этих двух отдельных пластин была испытана для определения степени травмы, нанесенной ударом пули.

Тип пули Скорость Удельный вес (кг/м2) Травма мм
NATO 7.62X51 45 18,5 27

ПРИМЕР 7 (СТРУКТУРА В СООТВЕТСТВИИ С ВАРИАНТОМ ВЫПОЛНЕНИЯ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ)

56 слоев Dyneema HB50 были спрессованы друг с другом при 200 бар и при 122°C для формирования первой пластины,

36 слоев Tensylon T30A были спрессованы при 95 бар и при 122°C для формирования второй пластины,

18 слоев Tensylon T30A были спрессованы при 95 бар и при 122°C для формирования третьей пластины.

Комбинация этих трех отдельных пластины была испытания для определения степени травмы, нанесенной ударом пули.

Тип пули Скорость Удельный вес (кг/м2) Травма мм
NATO 7.62X51 42 18,8 24

ПРИМЕР 8 (СТРУКТУРА В СООТВЕТСТВИИ С ВАРИАНТОМ ВЫПОЛНЕНИЯ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ)

60 слоев Dyneema HB50 были спрессованы друг с другом при 200 бар и при 122°C для формирования первой пластины,

22 слоя Tensylon T30A были спрессованы при 95 бар и при 122°C для формирования второй пластины,

11 слоев Tensylon T30A были спрессованы при 95 бар и при 122°C для формирования третьей пластины.

Комбинация этих трех отдельных пластин была испытана для определения степени травмы, нанесенной ударом пули.

Тип пули Скорость Удельный вес (кг/м2) Травма мм
NATO 7.62X51 33 17,8 26

Были проведены дополнительные испытания для определения способности останавливать пули (V50) типа NATO 7.62X51 при помощи спецификации Национального Института Юстиций (NIJ) 0101.04, со следующими результатами:

Сравнительный пример 2 V50=910 м/сек.

Сравнительный пример 3 V50=905 м/сек.

Пример 6 V50=908 м/сек.

Пример 8 V50=920 м/сек.

1. Баллистическая защита, включающая в себя множество отдельных жестких элементов, взаимодействующих и не соединенных друг с другом, где каждый из жестких элементов включает в себя множество слоев из высокомолекулярных полимеров, при этом по меньшей мере часть из множества слоев из высокомолекулярных полимеров по меньшей мере одного из жестких элементов включает в себя слоистые материалы из высокомолекулярных полиэтиленовых лент или полос в форме однонаправленных листьев, и по меньшей мере часть из множества слоев из высокомолекулярных полимеров по меньшей мере одного из жестких элементов включает в себя волокнистый пропитанный смолой слоистый материал, изготовленный из высокомолекулярных полиэтиленовых волокон, отличающаяся тем, что:

- вес на единицу площади поверхности первого жесткого элемента относительно направления случайной пули больше, чем вес на единицу площади поверхности жесткого элемента или жестких элементов, следующих за первым жестким элементом, и

- величина удельного модуля изгиба первого жесткого элемента относительно направления случайной пули меньше, чем удельный модуль изгиба жесткого элемента или жестких элементов, следующих за первым жестким элементом.

2. Баллистическая защита по п.1, в которой:

- вес на единицу площади поверхности жестких элементов уменьшается, начиная с первого жесткого элемента относительно направления случайной пули, и

- величина удельного модуля изгиба жестких элементов увеличивается, начиная с первого жесткого элемента относительно направления случайной пули.

3. Баллистическая защита по любому из предшествующих пунктов, в которой первый жесткий элемент включает в себя волокнистые слоистые материалы, изготовленные из высокомолекулярных полиэтиленовых нитей, пропитанных термопластичным, термоусадочным, эластомерным, вязким или вязкоэластичным полимером.

4. Баллистическая защита по любому из предшествующих пунктов, в которой первый жесткий элемент включает в себя слоистые материалы на основе лент или полос из высокомолекулярного полиэтилена.

5. Баллистическая защита по любому из предшествующих пунктов, в которой волокна волокнистых слоистых материалов включают в себя один или несколько из следующих материалов: ультравысокомолекулярные полиэтиленовые волокна, арамидные, сополиарамидные, полибензоксазольные, полибензотиазольные, жидкокристаллические волокна.

6. Баллистическая защита по любому из предшествующих пунктов, в которой слоистые материалы из высокомолекулярных полиэтиленовых лент или пластин в форме однонаправленных листьев размещаются так, чтобы однонаправленные листья одного слоя были наклонены под углом около 90° относительно листов следующего слоя.

7. Баллистическая защита по любому из предшествующих пунктов, в которой слои, формирующие слоистые материалы из высокомолекулярных полиэтиленовых лент или полос, имеют по меньшей мере одну поверхность, покрытую клеем.

8. Баллистическая защита по любому из предшествующих пунктов, в которой каждый элемент отдельно прессуется при давлении от 1 бара до 300 бар, и при температуре в диапазоне от 50°С до 200°С.

9. Баллистическая защита по любому из предшествующих пунктов, в которой вес на единицу площади поверхности одного жесткого элемента составляет от 95% до 5% от веса на единицу площади поверхности предшествующего жесткого элемента.

10. Баллистическая защита по любому из предшествующих пунктов, в котором вес на единицу площади поверхности одного жесткого элемента составляет от 70% до 20% от веса на единицу площади поверхности предшествующего жесткого элемента.

11. Баллистическая защита по любому из предшествующих пунктов, в котором удельный модуль изгиба одного жесткого элемента по меньшей мере на 10% выше удельного модуля изгиба предшествующего жесткого элемента.

12. Баллистическая защита по любому из предшествующих пунктов, включающая в себя три отдельных жестких элемента, взаимодействующих и не соединенных друг с другом.

13. Баллистическая защита по любому из предшествующих пунктов, включающая в себя по меньшей мере один керамический элемент, также встроенный в упрочненную полимерную структуру, расположенный снаружи и перед первым жестким слоем относительно направления случайной пули.

14. Баллистическая защита по любому из предшествующих пунктов, в которой материал, из которого изготовлены высокомолекулярные ленты или полосы, представляет собой Tensylon® или Endumax® или BT10®.

15. Баллистическое защитное изделие, включающее в себя баллистическую защиту по любому из предшествующих пунктов.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к пленкам для композитных изделий и касается селективно ослабленных растянутых пленок. Пленка содержит множество неослабленных частей; по меньшей мере одну пару ослабленных частей и по меньшей мере один ослабленный участок, проходящий между парой ослабленных частей, при этом ослабленные части и указанный по меньшей мере один ослабленный участок имеют по меньшей мере одну характеристику, которая хуже, чем характеристика указанного множества неослабленных частей.

Изобретение относится к армированным волокном композитным материалам, имеющим улучшенные баллистические и оптические характеристики, и касается композитных изделий, содержащих волокна с изменяющейся в продольном направлении конфигурацией.

Изобретение относится к военно-оборонной промышленности, в частности к оборонительным сооружениям, предназначенным для защиты военнослужащих, например, на блокпосту.

Изобретение относится к производству баллистических композитов и касается композитного материала для изготовления пуленепробиваемого изделия. Содержит по меньшей мере два полотняных слоя, содержащих волокна с высокой прочностью на растяжение, и по меньшей мере одну пленку из поливинилбутираля, причем пленка из поливинилбутираля имеет толщину от 30 до 70 мкм.

Изобретение относится к средствам защиты от механического воздействия поражающих элементов и может быть использовано для повышения боевой живучести технических объектов, например летательных аппаратов.

Изобретение относится к области обеспечения безопасности взрывоопасных материалов и изделий. Противокумулятивное средство защиты состоит из сеточных металлических отклоняющих элементов, размещенных между тонкостенными плоскопараллельными листами и выполненных в виде гофра с углом при вершинах гофра 20…30 градусов, и керамических элементов, также выполненых в виде гофра с углом при вершинах этого гофра 40…60 градусов и размещенных между тонкостенными плоскопараллельными листами.

Изобретение относится к бронезащитной структуре и способу ее производства. Бронезащитная структура состоит из пористого открытоячеистого алюминия, содержащего 60-70% открытых взаимосообщающихся пор с диаметром в диапазоне от 0,14 мм до 0,5 мм.

Изобретение относится к средствам защиты транспортных и индивидуальных устройств от осколков и пуль стрелкового оружия. Слоистая бронеплита содержит лицевой, средний и тыльный слои из алюминиевых сплавов.

Изобретение относится к области броневой защиты транспортных средств, в частности к области их взрывозащиты, в том числе от мин фугасного действия, и может быть использовано в автомобилях и автомобилях-амфибиях.

Изобретение относится к способу выполнения брони автомобиля. Способ заключается в использовании подложки и плотно расположенных на ней защитных цилиндрических элементов, поверх которых располагают наружную облицовку.

Изобретение относится к баллистическим материалам и касается композитного, пулестойкого, единого материала и способа его изготовления. Материал формируют в виде перекрещивающейся композиции из N двухслойных структурированных, единичных элементов, где 1≤N≤8, органической тонкой пленки, прикрепленной к двум их сторонам, причем угол перекрещивания каждого смежного слоя составляет 45-90°. Первый слой является волокнистой пулестойкой лентой с однонаправленной ориентацией волокна, покрытой первым полимерным адгезивом. Второй слой является волокнистой пулестойкой лентой с однонаправленной ориентацией волокна, покрытой вторым полимерным адгезивом. Модуль упругости при растяжении первого полимерного адгезива составляет меньше 6 МПа, а модуль упругости при растяжении второго полимерного адгезива составляет больше 6 МПа. Модуль потерь первого полимерного адгезива и второго полимерного адгезива при одинаковых условиях является таким же, как модуль потерь пулестойкого волокна. Изобретение обеспечивает создание мягкого композитного пулестойкого единого материала, который обладает приемлемой твердостью и повышенной пулестойкостью. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 2 табл., 1 ил.

Изобретение относится к стойкому к проникновению изделию, которое может использоваться для производства защитной одежды, такой как бронежилеты, шлемы, а также щитов или элементов брони, а также к способу его производства. Изделие содержит по меньшей мере одну тканую тканевую структуру (3), имеющую термопластические волокна и высокопрочные волокна с прочностью по меньшей мере 1100 МПа, в соответствии со стандартом ASTM D-885. Высокопрочные волокна соединены вместе для формирования тканой ткани (2) тканой тканевой структуры (3), а термопластические волокна имеют массовый процент относительно массы тканой тканевой структуры (3), составляющий от 5 до 35%. Причем термопластические волокна предпочтительно в виде негофрированной ткани (6) лежат на тканой ткани (2) и соединены с тканой тканью (2) основной нитью и/или уточной нитью тканой ткани (2) из высокопрочных волокон. При этом отсутствуют какие-либо дополнительные соединительные нити или нетекстильные соединительные средства для соединения между тканой тканью (2) и термопластическими волокнами. Стойкое к проникновению изделие обладает свойствами защиты от удара и/или антибаллистическими свойствами. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к стойкому к проникновению изделию, которое может использоваться для производства защитной одежды, такой как бронежилеты, шлемы, а также щитов или элементов брони, а также к способу его производства. Изделие содержит по меньшей мере одну тканую тканевую структуру (3), имеющую термопластические волокна и высокопрочные волокна с прочностью по меньшей мере 1100 МПа, в соответствии со стандартом ASTM D-885. Высокопрочные волокна соединены вместе для формирования тканой ткани (2) тканой тканевой структуры (3), а термопластические волокна имеют массовый процент относительно массы тканой тканевой структуры (3), составляющий от 5 до 35%. Причем термопластические волокна предпочтительно в виде негофрированной ткани (6) лежат на тканой ткани (2) и соединены с тканой тканью (2) основной нитью и/или уточной нитью тканой ткани (2) из высокопрочных волокон. При этом отсутствуют какие-либо дополнительные соединительные нити или нетекстильные соединительные средства для соединения между тканой тканью (2) и термопластическими волокнами. Стойкое к проникновению изделие обладает свойствами защиты от удара и/или антибаллистическими свойствами. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 7 ил.
Изобретение относится к твердому пулестойкому изделию и способу его изготовления. Изделие содержит гибридную панель, содержащую первый пакет из множества объединенных перекрестных сложений, каждое объединенное перекрестное сложение содержит по меньшей мере два слоя выровненных в одном направлении арамидных волокон, и второй пакет, содержащий множество слоев тканого материала. Первый пакет соединен своей противоположной направлению прилета пули поверхностью со вторым пакетом. Способ состоит в подготовке множества перекрестных сложений, подготовке множества слоев тканого материала, штабелировании множества слоев тканого материала, штабелировании множества объединенных перекрестных сложений, переносе штабелированной панели в пресс, охлаждении закрытого пресса до комнатной температуры, а затем открывании пресса для получения гибридной панели и соединении гибридной панели. Достигается повышение пулестойкости. 2 н. и 19 з.п. ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к пуленепробиваемым композитным изделиям, характеризующимся улучшенным сопротивлением к изнаночной деформации. Пуленепробиваемое изделие содержит вакуумную панель, которая состоит из первой поверхности, второй поверхности и корпуса. Вакуумная панель ограничивает по меньшей мере часть внутреннего объема, в котором создают разрежение. Пуленепробиваемое изделие содержит по меньшей мере одно пуленепробиваемое основание, которое соединяют с первой или второй поверхностью вакуумной панели. Пуленепробиваемое основание содержит волокна и/или ленты с удельной прочностью приблизительно 7 г/денье или более и модулем упругости при растяжении приблизительно 150 г/денье или более. Также пуленепробиваемое основание изготавливают из жесткого материала не на основе волокон или лент. Предлагается также способ формирования пуленепробиваемого изделия, при котором пуленепробиваемое основание располагают так, чтобы оно находилось с внешней стороны пуленепробиваемого изделия, а указанную вакуумную панель располагают позади указанного по меньшей мере одного пуленепробиваемого основания для того, чтобы принять любую ударную волну, которая возникает в результате удара поражающего элемента об указанное пуленепробиваемое основание. Обеспечивается ослабление воздействия ударных волн, генерируемых в результате ударного воздействия поражающего элемента, снижение величины изнаночной деформации, предотвращение или минимизация травм от запредельного действия пуль. 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 9 ил., 2 табл., 19 пр.

Группа изобретений относится к пуленепробиваемому изделию и способу изготовления этого изделия. Пуленепробиваемое изделие содержит уплотненный композит, содержащий, по меньшей мере, два слоя, каждый из которых содержит сетку волокон, имеющих прочность, составляющую, по меньшей мере, 800 мн/текс, и в каждом слое волокна пропитаны материалом матрицы. Каждый уплотненный композит имеет переднюю поверхность и заднюю поверхность. Способ заключается в том, что изготавливают уплотненный композит, покрывают поверхность уплотненного композита порошком посредством распределения частиц порошка на поверхности; частичного расплавления распределенных частиц на поверхности и обеспечения затвердевания частично расплавленных частиц на поверхности, а затем укладывают в стопку два и более уплотненных композитов с порошковыми покрытиями и скрепляют уплотненные композиты один с другим путем их сшивания. Достигается повышение баллистической защищенности изделия. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл.

Группа изобретений относится к баллистической защите и баллистическому защитному изделию. Защита включает в себя множество отдельных жестких элементов. Каждый из жестких элементов включает в себя множество слоев из высокомолекулярных полимеров, часть из которых по меньшей мере одного из жестких элементов включает в себя слоистые материалы из высокомолекулярных полиэтиленовых лент или полос в форме однонаправленных листьев. Вес на единицу площади поверхности первого жесткого элемента относительно направления случайной пули больше, чем вес на единицу площади поверхности жесткого элемента или жестких элементов, следующих за первым жестким элементом. Величина удельного модуля изгиба первого жесткого элемента относительно направления случайной пули меньше, чем удельный модуль изгиба жесткого элемента или жестких элементов, следующих за первым жестким элементом. Баллистическое защитное изделие включает в себя баллистическую защиту. Достигается снижение травмоопасности при ударе пули. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 2 ил.

Наверх