CN109870075B - 一种用于装甲上的复合防弹板 - Google Patents

Abstract

一种用于装甲上的复合防弹板，包括防护板和若干组单元体，每组单元体均包括底座和基本微元结构；底座设为U型结构，且U型结构的凹形结构两侧的内壁上均设有定位凹槽，基本微元结构装入底座的凹形结构中，构成单元体，且基本微元结构凸出底座布设；相邻单元体底座的U形底部采用缓冲棒隔离，且防护板与单元体及缓冲棒间的空隙处均填充粘结剂；在长度方向上，相邻单元体间隔重复排列布设，且左右两端的单元体通过缓冲棒与吸能腔的左右内壁接触。该用于装甲上的复合防弹板，在受到撞击时，主要起到吸能的作用，首先通过芳纶纤维护板进行阻挡缓冲，随后陶瓷基体结构起作用，对能量进行吸收，消耗大部分能量，达到很好的吸能效果。

Description

一种用于装甲上的复合防弹板

技术领域

本发明属于缓冲吸能防护技术领域，特别涉及一种用于装甲上的复合防弹板。

背景技术

随着武器装备的发展和军事作战任务的需要，对于装甲车的机动性能、防护性能以及使用性能都有着越来越高的要求。其中防护性能作为主要的安全保障，更需要受到重视。目前能够兼顾防弹的装甲材料仍然是以特种钢制板材为主，金属材料的密度较大，应用这种材料将会大大增加装甲车辆的自身重量，会降低装甲车的运动机动性和灵活性，并且其综合防弹性能并不理想。

目前对于以陶瓷为基体的金属背板的研究正趋于成熟，陶瓷有着超越金属的压缩强度，能够吸收大量的冲击能量；另外，纤维复合材料有着很好的弹性性能，可以起到很好的缓冲作用；还有一些金属材料，例如铝，即有一定的刚度，还有很好的延展性能，将这些材料用做防弹材料能起到很好的效果。但是目前应用这些材料所制成的防弹板大都是以不同材质的板材叠加制成，在结构上并没有很大的优势，仅仅是依靠材料的性能直接起作用，防弹性能不是很好，而且这种类型的复合防弹板若是受到冲击毁坏后，无法进行局部修复，需整体更换，这样将会大大增加修复成本。

中国发明专利“一种防弹板及其制作方法”(专利号：CN108759570A)公开了一种防弹板及其制作方法，其中，防弹板包括：陶瓷层、连接层、聚乙烯纤维层、粘结层；若干聚乙烯纤维层自上而下层叠设置，相邻的聚乙烯纤维层通过粘结层相粘接，各聚乙烯纤维层通过层压方式压制成型，任一聚乙烯纤维层具有若干相互平行的单向排布的纤维丝，相邻的两个聚乙烯纤维层中，其中一个聚乙烯纤维层的纤维丝与另一个聚乙烯纤维层的纤维丝交叉设置，陶瓷层通过连接层与层叠设置的若干聚乙烯纤维层复合在一起，连接层与陶瓷层和聚乙烯纤维层相接触的表面为粗糙面；该发明通过设置连接层，增强了陶瓷层的附着强度，然而其结构单一，防弹性能弱，且防弹板受到冲击毁坏后，无法进行局部修复。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术的不足，提供一种用于装甲上的复合防弹板，通过多种结构的组合，提高缓冲吸能效果。

为解决以上技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种用于装甲上的复合防弹板，包括防护板和若干组单元体，且防护板内部设有用于放置单元体的吸能腔，每组单元体均包括底座和基本微元结构；

所述底座设为U型结构，且U型结构的凹形结构两侧的内壁上均设有定位凹槽，基本微元结构装入底座的凹形结构中，构成单元体，且基本微元结构凸出底座布设；相邻单元体底座的U型结构底部采用缓冲棒隔离，且防护板与单元体及缓冲棒间的空隙处均填充粘结剂；

在长度方向上，相邻单元体间隔重复排列布设，且左右两端的单元体通过缓冲棒与吸能腔的左右内壁接触；

在高度方向上，采用重复增设若干层单元体，且相邻单元体间隔对称布设，同时每两层单元体增设一层防护板与下层的单元体隔开，而凸出底座的基本微元结构直接与吸能腔的上下内壁接触；

在宽度方向上，采用重复增设若干列单元体，且相邻单元体紧邻接触布设，而相邻的缓冲棒在宽度方向上不接触。

所述基本微元结构为设有口型通孔的陶瓷基体结构，且口型通孔内配设有加强芯，加强芯的外周设有第一橡胶层；陶瓷基体结构的两侧还设有与定位凹槽配设的定位凸块，基本微元结构通过定位凸块装入底座的凹形结构中，且陶瓷基体结构的外缘凸出底座设置，构成单元体。

所述定位凸块到陶瓷基体结构底面的距离小于定位凹槽到凹形结构底面的距离，相差距离构成的间隙用于填充第二橡胶层。

所述底座的U型结构底部两侧均设有用于支撑缓冲棒的倒角棱部。

所述缓冲棒的长度小于单元体沿定位凹槽方向的长度。

所述加强芯为方形铝板。

所述防护板采用六块护板围设组成，并采用卯榫结构组合。

本发明的有益效果是：

1）该用于装甲上的复合防弹板，通过防护板以及若干组单元体和橡胶棒的布设，能够在很大程度上对撞击能量进行耗散；在受到撞击时，主要起到吸能的作用，首先通过芳纶纤维护板进行阻挡缓冲，随后陶瓷基体结构起作用，对能量进行吸收，消耗大部分能量，使穿透速度大大下降；其后，再经过底座和橡胶的缓冲，将能量传播到橡胶棒周围所接触的单元体上扩散，使得能量分散，达到很好的吸能效果。

2）根据本发明结构的可重复性，可以达到改变整体长度、宽度和高度的效果；在长度方向上可通过增加或减少单元体和橡胶棒的个数来改变整体的长度，在宽度方向上通过直接接触并列排布一组或者多组单元体，来改变整体的宽度；在高度方向上可以增加层数改变整体的高度，并相应的增加芳纶纤维护板，尺寸变化灵活，能够适用于不同的装甲上。

3）结构紧凑，安装简单方便，所形成的防弹板是由若干单元体和橡胶棒组合而成，当结构中的任何一个或者多个单元体遭到撞击破坏后都可以进行更换，大大的提高了互换性和维修效率，同时降低了成本。

4）本发明结构布设合理，且排列组合的几种材料对高速入射弹体的冲击能量有良好的吸收缓冲作用；芳纶纤维抗冲击耐疲劳，且韧性好、不易断裂，作为护板材料使用能够对撞击起到一定的缓冲作用；陶瓷材料具有很大的抗压强度和硬度，需要吸收很大的能量才能产生变形，但是陶瓷材料的塑性和韧，在陶瓷基体结构中加入方形芯板并不会影响陶瓷的强度，相反地会提高整体的韧性，使得陶瓷结构的吸能效果更好；橡胶是高弹性材料，对冲击具有很好的缓冲作用；通用粘结剂密度小，质量轻，填充在结构的空隙中能够对结构进行固定并具有一定的缓冲作用。

附图说明

图1是陶瓷基体结构的结构示意图；

图2是底座的结构示意图；

图3是单元体的剖视图；

图4是本发明的主视图；

图5是本发明的A-A剖视图；

图6是本发明的B-B剖视图；

图7是本发明的部分立体结构示意图；

图8是上护板的结构示意图；

图9是下护板的结构示意图；

图10是前、后护板的结构示意图；

图11是左、右护板的结构示意图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

本发明提供了一种用于装甲上的复合防弹板，如图1至图11所示。该用于装甲上的复合防弹板，包括防护板6和若干组单元体4，且防护板6内部设有用于放置单元体4的吸能腔，且每组单元体4均包括底座2和基本微元结构1。本实施例中，所述防护板6采用六块护板围设组成，分别为对应配设的上护板61、下护板62、前后护板63和左右护板64，并采用卯榫结构组合，且护板采用具有抗冲击耐疲劳性能的芳纶纤维护板。所述底座2设为U型结构21，采用铝材料制成，且U型结构21的凹形结构两侧的内壁上均设有定位凹槽22，相邻单元体底座2的U型底部采用缓冲棒5隔离，且防护板6与单元体及缓冲棒5间的空隙处均填充粘结剂7，优选的，缓冲棒5采用橡胶棒进行缓冲。

所述基本微元结构1为设有口型通孔的陶瓷基体结构11，且口型通孔内配设有加强芯13，加强芯13的外周包裹有第一橡胶层12，本实施例中，加强芯13为方形铝板。

陶瓷基体结构11的两侧还设有与定位凹槽22配设的定位凸块14，基本微元结构1通过定位凸块14装入底座2的凹形结构中，且陶瓷基体结构11的外缘凸出底座2设置，构成单元体。

在长度方向上，相邻单元体4间隔重复排列布设，且左右两端的单元体4通过橡胶棒与吸能腔的左右内壁接触；在高度方向上，采用重复增设若干层单元体4，且相邻单元体4间隔对称布设，同时每两层单元体4增设一层芳纶纤维护板与下层的单元体隔开，而凸出底座2的陶瓷基体结构11直接与吸能腔的上下内壁接触；在宽度方向上，采用重复增设若干列单元体4，且相邻单元体紧邻接触布设，而相邻的缓冲棒在宽度方向上不接触。

所述定位凸块14到陶瓷基体结构11底面的距离小于定位凹槽22到凹形结构底面的距离，相差距离构成的间隙用于填充第二橡胶层3。

所述底座2的U型底部两侧均设有用于支撑橡胶棒的倒角棱部，方便支撑橡胶棒，且相邻的四个单元体之间共用一个橡胶棒，单元体间形成交叉结构形式，在设置时，橡胶棒的直径要适当，使支撑的单元体4之间在防护板的长度方向上不接触。所述橡胶棒的长度小于单元体沿定位凹槽22方向的长度，保证橡胶棒沿宽度方向的不外延。

复合防弹板的组合方式具体如下：

以图7所示的部分结构的立体结构示意图为例，橡胶棒支撑在单元体4中底座U型底部的倒角处，并且单元体4之间在防护板的长度方向上并不接触，图7中只给出了部分的结构，根据本发明的结构特殊性，可以在长度方向上继续排列单元体4和橡胶棒来改变整体的长度，直至最后用芳纶纤维护板6将其右端限制，使得在长度方向上固定；在宽度方向上直接接触排列，由于橡胶棒的长度小于单元体4沿底座2方形凹槽22方向的长度，因此相接触的单元体4受到冲击时，在长度方向上也不会发生干涉，宽度方向确定后同样在前后设芳纶纤维护板6来保证宽度方向不活动；高度方向上根据需求，可通过直接增加一层芳纶纤维护板6，使上下两层结构叠加，然后在吸能腔的空隙中填充具有缓冲作用的粘结剂7，最后在上边设一块芳纶纤维护板6封住，构成整个复合防弹板完成。

受到撞击时，复合防弹板的具体工作过程如下：

复合防弹板上表面作为正面来抵挡入射子弹，当受到高速子弹的攻击时，子弹沿着图4中箭头C的方向作用到复合防弹板上，冲击力首先作用到芳纶纤维护板6上，由于芳纶纤维护板6具有高硬度和高韧性的特点，通过芳纶纤维护板6之后子弹的冲击速度得以减缓，冲击能量被部分吸收；穿过芳纶纤维护板6之后，冲击能量先作用至单元体4中的陶瓷基体结构11上，由于陶瓷基体结构11超高的硬度和抗压强度，其破坏需要吸收大量的能量，因此对子弹的冲击能量有很大的消耗，使得其穿透速度大大下降；随后冲击能量通过底座2和橡胶3的缓冲，再经橡胶棒将能量向与橡胶棒相接触的其他单元体4上传递，使得能量分散，实现利用结构和材料的性质对能量进行最大程度的消耗，最终达到持续良好的防弹效果。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及等同物界定。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“中心”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、为特定的方位构造和操作，因而不能理解为对本发明保护内容的限制。

Claims (7)

1.一种用于装甲上的复合防弹板，其特征在于：包括防护板和若干组单元体，且防护板内部设有用于放置单元体的吸能腔，每组单元体均包括底座和基本微元结构；

所述底座设为U型结构，且U型结构的凹形结构两侧的内壁上均设有定位凹槽，基本微元结构装入底座的凹形结构中，构成单元体，且基本微元结构凸出底座布设；相邻单元体底座的U型结构底部采用缓冲棒隔离，且防护板与单元体及缓冲棒间的空隙处均填充粘结剂；

在长度方向上，相邻单元体间隔重复排列布设，且左右两端的单元体通过缓冲棒与吸能腔的左右内壁接触；

在高度方向上，采用重复增设若干层单元体，且相邻单元体间隔对称布设，同时每两层单元体增设一层防护板与下层的单元体隔开，而凸出底座的基本微元结构直接与吸能腔的上下内壁接触；

在宽度方向上，采用重复增设若干列单元体，且相邻单元体紧邻接触布设，而相邻的缓冲棒在宽度方向上不接触。

2.根据权利要求1所述的一种用于装甲上的复合防弹板，其特征在于：所述基本微元结构为设有口型通孔的陶瓷基体结构，且口型通孔内配设有加强芯，加强芯的外周设有第一橡胶层；陶瓷基体结构的两侧还设有与定位凹槽配设的定位凸块，基本微元结构通过定位凸块装入底座的凹形结构中，且陶瓷基体结构的外缘凸出底座设置，构成单元体。

3.根据权利要求2所述的一种用于装甲上的复合防弹板，其特征在于：所述定位凸块到陶瓷基体结构底面的距离小于定位凹槽到凹形结构底面的距离，相差距离构成的间隙用于填充第二橡胶层。

4.根据权利要求1至3任一项所述的一种用于装甲上的复合防弹板，其特征在于：所述底座的U型结构底部两侧均设有用于支撑缓冲棒的倒角棱部。

5.根据权利要求4所述的一种用于装甲上的复合防弹板，其特征在于：所述缓冲棒的长度小于单元体沿定位凹槽方向的长度。

6.根据权利要求2所述的一种用于装甲上的复合防弹板，其特征在于：所述加强芯为方形铝板。

7.根据权利要求4所述的一种用于装甲上的复合防弹板，其特征在于：所述防护板采用六块护板围设组成，并采用卯榫结构组合。

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