CZ2004950A3

CZ2004950A3 - Prostredek aktivní balistické ochrany

Info

Publication number: CZ2004950A3
Application number: CZ20040950A
Authority: CZ
Inventors: Rolc@Stanislav; Soukup@Karel; Pospísil@Frantisek; Stancl@Miroslav; Akstein@Zbynek; Ríha@Ladislav; Buchar@Jaroslav
Original assignee: Vojenský technický ústav ochrany BRNO
Priority date: 2004-09-10
Filing date: 2004-09-10
Publication date: 2006-04-12
Also published as: EP1635133A2; CZ300472B6; EP1635133A3; DE602005019663D1; EP1635133B1; ATE459853T1

Abstract

Prostredek aktivní balistické ochrany na bázi explozí vytvoreného projektilu, urcený zejména pro pancérovou pásovou, kolovou i stacionární techniku, sestává z lineárního projektilového profilu, explozí vytvoreného z kovové vlozky (1) prostrednictvíminiciacní táhlé náloze (2) z plastické trhaviny. Iniciacní táhlá náloze (2) je upravena na zadní stene kovové vlozky (1).

Description

Prostředek aktivní balistické ochrany

Oblast techniky

Vynález se týká prostředku aktivní balistické ochrany, zejména pancéřové pásové, kolové i stacionární techniky proti průrazu zvláště rychle letícími střelami.

Dosavadní stav techniky

Pásová, kolová i stacionární technika je proti průrazu projektily a střelami chráněna jednak pasivní ochranou, tvořenou převážně pancéřovými materiály na bázi ocelí nebo hliníkových slitin, keramiky a polymerů v monolitním, vrstveném či kompozitním uspořádání, případně doplněnou o přídavnou reaktivní ochranu, využívající vedle kovů také výbušniny, případně elastomery. Zejména u mobilní techniky jsou se zvyšujícími se nároky na balistickou ochranu technické možnosti pasivní a reaktivní ochrany v podstatě vyčerpány a perspektivní cestou je využití principů aktivní ochrany.

Reaktivní ochrana je obvykle aplikována jako přídavné pancéřování ve tvaru modulů, iniciovaných při dopadu střely. Moduly reaktivní ochrany jsou obvykle tvořeny ocelovou pancéřovou deskou, urychlovanou energií výbušniny a podobně.

Aktivní pancéřování (DAS) schopné detekce a sledování představují systémy ochrany prostředků ničení a následného vyloučení zásahu či snížení jeho účinků na bojové technice. Funkce tak zvaných měkkých (soft kill) systémů je založena na využití elektromagnetického rušení, vytváření klamných signálů a využití aktivních prvků maskování s cílem vyloučit zasažení vozidla střelou. Funkce tvrdých (hard kill) systémů aktivní ochrany je cílena na zničení, odklon ·· • * « • · · • ··· 9 ·

· • · · • 9 9 9

9 9999

9 9

9 · příp. poškození střely před jejím dopadem na cíl. V dalším textu jsou termínem aktivní ochrana prezentovány systémy typu hard kill. Součástí ochranného systému je detekční systém a sledovací systém (mikrovlnný, infračervený), který musí zachytit střelu, vyhodnotit její charakteristiky (rychlost, délku, směr a pod.) a určit, zda je ohrožen chráněný cíl. Pokud systém dojde k závěru, že je cíl ohrožen, je iniciován ochranný systém. Proti přibližující se střele (s kumulativní náloží, explozí vytvořeným projektilem - EFP, podkaliberním projektilem) je vypálena protistřela, která může mít formu tříštivých náloží - střepin, většího počtu malých osově symetrických EFP nebo kumulativních náloží, tyčí, příp. letící desky, urychlené explozivně nebo elektromagneticky.

Různé prostředky aktivní balistické ochrany jsou známé i z dostupných patentových spisů. Ze spisu US 5577432 je například známý prostředek ochrany proti dopadajícím projektilům na bázi reaktivního pancéřování, které je tvořeno jednotlivými moduly s explozivně urychlovanou deskou. Příslušná deska je urychlena proti nebezpečnému projektilu na základě signálu od přídavného pancíře, umístěného ve vhodné vzdálenosti před reaktivním pancířem.

Ze spisu US 5625160 je dále známé ochranné zařízení, umístěné na konstrukci na přední části chráněného obrněného vozidla, které je tvořeno dvěma rovnoběžnými deskami, mezi nimiž je prostředek pro jejich případné urychlení. Na základě signálu sledovací a řídící jednotky jsou explozivně nebo elektromagneticky obě desky vzájemně opačným směrem vystřeleny proti ohrožujícímu projektilu.

Ze spisu US 6244156 je rovněž známá ochrana objektu, která je realizovaná vypálením trhavého granátu proti objekt ohrožujícímu projektilu, zejména projektilu působícímu kinetickou energií. Sledovací a řídící jednotka na chráněném objektu určí optimální čas pro vypálení granátu.

999 • 9 9

9 9 9 _Λ *999999 • * 9 9 9 9 • · ♦· 9 9 ·

Dále ze spisu US 6227955 je známá aktivní ochrana, tvořená alespoň jedním modulem s kumulativní náloží a sledovacím, řídícím a odpalovacím zařízením. Řídící systém zajistí v případě ohrožení iniciaci příslušných kumulativních náloží, které zneškodní blížící se projektil.

Ze spisu US 2003164087 je známé i ochranné zařízení, které je tvořeno náloží trhaviny pro urychlení kovového bloku nebo bloků proti projektilu, ohrožujícímu chráněný objekt. Bloky mají tvar dlouhé tyče o délce rovné nebo větší než je 10tí násobek nejmenŠího příčného rozměru a jsou urychleny na základě signálu sledovací a řídící jednotky.

Dále je známé i zařízení podle spisu US 5661254, které je tvořeno jednak kontejnerem s minimálně jednou odpalovací hlavní pro tříštivý granát se speciální tříštivou náplní a zapalovačem a jednak rovněž řídící a sledovací jednotkou. Střela, ohrožující chráněný objekt, je zneškodněna střepinami z vypáleného tříštivého granátu.

Ze spisu GB 2234334 je známý prostředek ochrany vozidla nebo stacionární techniky, zahrnující autonomní moduly, tvořené deskami nebo trubkami, opatřenými vodivými pásky. Kontakt pásku s ohrožujícím projektilem zaznamená řídící jednotka, která zabezpečí protiopatření, což může být pohyb desek modulu nebo explozivním urychlením dalších elementů proti projektilu.

Ze spisu EP 922924 je dále známá ochrana objektu, která je realizována urychlením elementů různého tvaru proti projektilu, ohrožujícímu chráněný objekt. Elementy mohou být urychleny chemicky, mechanicky, pneumaticky nebo hybridním způsobem, přičemž mohou být urychleny do různých směrů, • · • · · • · · • · · · φφφ φ · · φφ φ φ φ φ φ φφφ φ φ φφφφ • φ φ φ φ φ φφ ·· φ φ · • φ φ • φφφ φ φ φ φ φφ

Ze spisu DE 19640991 je známý rovněž systém ochrany, který zahrnuje kazety, skládající se ze dvou plechů, oddělených trhavinou. Kazeta obsahuje dále další trhavinu a roznětku pro urychlení plechu. Poté co sledovací zařízení zjistí přibližující se projektil, je kazeta aktivována a plechy jsou urychleny proti střele.

Rovněž ze spisu DE 4122622 je známý systém ochrany, u něhož po detekci přibližující se střely je proti ní pyrotechnicky nebo elektromagneticky urychlena pancéřová deska.

Ze spisu DE 4244546 je dále známý ochranný systém, zahrnující elektromagentický sendvič, který se skládá z ochranných elementů, zařízení pro urychlení a aktivaci ochranných elementů, a dále ze sensoru pro sledování ohrožujícího projektilu.

Dále pak podle spisu FR 2706997 je chráněný objekt opatřen hlavním pancířem a přídavným pancířem, odděleným mezerou. Přídavný pancíř je pak opatřen prostředkem pro urychlení, například výbušninou takovým způsobem, že po dopadu projektilu na pomocný pancíř je tento urychlován směrem k hlavnímu pancíři, což vede ke snížení relativní rychlosti dopadu na přídavný pancíř.

Společnou nevýhodou všech stávajících pasivních, reaktivních i aktivních ochran je nedostatečná účinnost zejména proti podkaliberním střelám s dopadovou rychlostí nad 1000 m/s.

Podstata vynálezu

Tato nevýhoda stávajícího stavu techniky je do značné míry odstraněna prostředkem aktivní balistické ochrany na bázi lineárního, explozí vytvořeného projektilu (EFA), který je určen zejména pro pásovou, kolovou i stacionární techniku,

Β ·

Β · ··· • «· ·· · · • · · • · · · • · · ··· 9 9

·· · • · · • · · · • · ··· • 99

9 podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že sestává z lineárního projektilového profilu, explozí vytvořeného z kovové vložky prostřednictvím iniciační táhlé nálože z plastické trhaviny, přičemž iniciační táhlá nálož je upravena na zadní stěně kovové vložky.

Iniciační táhlá nálož svojí vyvolanou explozí vyformuje z kovové vložky lineární projektilovy profil ve tvaru blízkém tvaru sekyry, který při vystřelení proti letící střele tuto buď zcela rozruší, deformuje nebo vychýlí ze směru letu.

Kovová vložka je ,s výhodou tvořena vhodně tvarovaným oásem z kovového materiálu o o hustotě vyšší nebo a o vysoké plasticitě. Těmito materiály tak minimální hustotě 7,8 g/cm³, tj. nejméně rovné hustotě železa, vyjádřené tažností alespoň 20 %. mohou být technicky čisté železo, nízkouhlíkové nelegované oceli, technicky čistý tantal a slitiny tantalu, technicky čistý molybden a slitiny molybdenu, technicky čistý wolfram a slitiny wolframu, technicky čistá měď a slitiny mědi nebo technicky čistý nikl a slitiny niklu. Kovová vložka nicméně může být vytvořena i z materiálu o hustotě nižší, než je hustota železa, v tomto případě však nemusí být dosaženo optimální resp. nejvyšší možné účinnosti prostředku balistické ochrany podle vynálezu.

S výhodou tvarovaný pás kovové vložky je vytvořen tak, že ve směru své podélné osy je alespoň jednou plošně zaoblen a/nebo alespoň pod jedním pravým nebo tupým úhlem zalomen. Zaoblení může být vytvořeno např. válcovou, oválnou či jinou obdobnou plochou, zalomení např. jedním nebo dvěma ohyby pod úhlem 90 až 180°, případně může být zaoblení a zalomení kombinováno.

Kovová vložka je tak ze své strany, která není opatřena iniciační táhlou náloží, rozevřena, což podstatným způsobem φφ φ φ φ φ φ φφφ φ φ φφφφ φφφ φφ φ

- 6 • · • · φ φφφ • φφφ φφφ φ φ φ φ φφ • φ φ φ φ φ • φφφ φ φ φ φ φφ přispívá k explozivnímu vytvoření lineárního projektilového profilu jako prostředku aktivní balistické ochrany podle vynálezu. Nicméně může být kovová vložka v podstatě tvořena i rovným pásem.

V základním provedení je kovová vložka tvořena pásem, jehož délka je nejméně trojnásobkem jeho šířky.

V zájmu vytvoření lineárního explozí vytvořeného projektilového profilu může být kovová vložka, resp. pás, z něhož je zhotovena, s výhodou proměnné tlouštíky po svém průřezu, přičemž obvykle největší tlouštíky dosahuje kovová vložka ve své střední části a směrem ke svým delším okrajům se její tlouštíka zmenšuje. Tloušťka okrajů může být v rozmezí 0,1 až 1,0 násobku největší tloušťky vložky.

Táhlá nálož je rovněž s výhodou tvořena brizantní plastickou trhavinou s obsahem hexogenu (RDX) nebo oktogenu (HMX) nejméně 80 % hmotn. o detonační rychlosti plastické trhaviny vyšší než 7 000 m/s, přičemž množství trhaviny je voleno tak, že výsledný balistický koeficient, vyjádřený poměrem hmotnosti trhaviny k hmotnosti kovové vložky, je nejméně 1,2. ...

V zájmu vytvoření lineárního explozí -vytvořeného projektilu může být vrstva trhaviny s výhodou proměnné tloušťky po svém průřezu, přičemž obvykle největší tloušťky dosahuje vrstva trhaviny ve své střední části a směrem ke svým delším okrajům se její tloušťka zmenšuje. Tloušťka okrajů může být v rozmezí rovněž 0,1 až 1,0 násobku největší tloušťky trhaviny.

Prostředkem aktivní balistické ochrany podle vynálezu se při balistickém ohrožení mobilní techniky nebo objektu dosáhne významného zvýšení jeho ochrany, neboť explozí vytvořený lineární projektilový profil je schopen interakcí • * φ « φ· φ t >

φφφ φφφφφ φ φ φ

φφ φφ φ

φ φφφφ #

φφ narušit integritu podkaliberního projektilu, střely s kumulativní náloží či EFP nebo pozměnit jejich trajektorii letu.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude dále blíže objasněn pomocí výkresů příkladných provedení prostředku aktivní balistické ochrany podle vynálezu, kde v prostorovém pohledu znázorňuje:

obr. 1	příklad provedení s
obr. 2	přiklad provedení s
obr. 3	příklad provedení proměnné tloušťky.
obr. 4	příklad provedení s ohybem,
obr. 5	příklad provedení s válcové plochv.

kovovou vložkou s úhlem 180°, kovovou vložkou s úhlem 90°, s kovovou vložkou s úhlem 150° kovovou vložkou s vícenásobným kovovou vložkou ve tvaru části

Příklady provedení vynálezu

Příklad 1

Prostředek aktivní balistické ochrany, podle obr. l, je tvořen lineárním projektilovým profilem, explozí vytvořeným z kovové vložky 1 prostřednictvím iniciační táhlé nálože 2 z plastické trhaviny, přičemž iniciační táhlá nálož 2 je upravena na zadní stěně kovové vložky 1. Kovová vložka 1. je tvořena rovným pásem z nízkouhlíkové nelegované oceli, tj. s úhlem rozevření 180°, iniciační táhlá nálož 2 je z plastické trhaviny s obsahem hexogenu 88 % hmotn. a detonační rychlostí 7 850 m/s.

Délka pásu kovové vložky 2 činí 250 mm, šířka 33 mm a její tloušťka 3 mm. Tloušťka iniciační nálože 2 je 30 mm.

= fí =

• · • w *· • · · • · * • *·· · • · · ·· 99 «

• · · • 9 9 9 • · ·»·· • · 9

4

Příklad 2

Prostředek aktivní balistické ochrany, zobrazený na obr. 2, je tvořen lineárním projektilovým profilem, explozí vytvořeným z kovové vložky X prostřednictvím iniciační táhlé nálože 2 z plastické trhaviny, přičemž iniciační táhlá nálož 2 je upravena na zadní stěně kovové vložky X. Kovová vložka X je tvořena tvarovaným pásem z niklové slitiny, obsahující v hmotnostním množství 72 % niklu, 15 % chrómu, 8 % železa, 0,8 % manganu a obvyklé doprovodné prvky a nečistoty, jednou zalomeným ve směru své podélné osy pod úhlem 90°, iniciační táhlá nálož 2 je rovněž z plastické trhaviny s obsahem hexogenu 88 % hmotnostních.

Délka pásu kovové vložky 1 činí 250 mm, šířka 27 mm a její tloušťka 2,5 mm. Tloušťka iniciační nálože 2. je 22 mm.

Příklad 3

Prostředek aktivní balistické ochrany, zobrazený na obr. 3, je jako v předchozích příkladech provedení tvořen lineárním projektilovým profilem, explozí vytvořeným z kovové vložky X prostřednictvím iniciační táhlé nálože 2, z plastické trhaviny, přičemž iniciační táhlá nálož 2 je upravena na zadní stěně kovové vložky 1. Kovová vložka 1 je tvořena tvarovaným pásem z technicky čisté mědi proměnné tloušťky, jednou zalomeným ve směru své podélné osy pod úhlem 150°, iniciační táhlá nálož 2 je rovněž z plastické trhaviny s obsahem hexogenu 88 % hmotnostních a její tloušťka je proměnná.

Délka pásu kovové vložky X činí 250 mm, šířka 35 mm. Její tloušťka je největší v ose zalomení, kde činí 3 mm a směrem k okrajům se rovnoměrně zmenšuje na tloušťku 0,3 mm. Tloušťka iniciační táhlé nálože 2 je největší v ose • « • · • · • 9 ·· • · · · • · · « • · ·*· « • · ♦ ·· ·* ·* · • * · • · 9 9

9 9999

9 9

9

- 9 zalomení, kde činí 30 mm a směrem k okrajům se rovnoměrně zmenšuje až na tloušťku 3 mm.

Příklad 4

Prostředek aktivní balistické ochrany, zobrazeny na obr. 4, je obdobný jako v předcházejících příkladech provedení, pouze kovová vložka 1 je tvořena tvarovaným pásem z niklové slitiny, obsahující v hmotnostním množství 65 % niklu, 31 % mědi, 2 % železa, 1,5 % manganu a obvyklé doprovodné prvky a nečistoty, dvakrát zalomeným ve směru své podélné osy pod úhlem 150°. Iniciační táhlá nálož 2. je z plastické trhaviny s obsahem oktogenu 88 % hmotn. a detonační rychlostí 8 100 m/s.

Délka pásu kovové vložky 1 činí 250 mm, šířka 36 mm a její tloušťka 2 mm. Délka postranních ramen, vzniklých jeho zalomením je 8 mm. Tloušťka iniciační táhlé nálože 2 je 25 mm v celém jejím průřezu.

Příklad 5

Prostředek aktivní balistické ochrany, zobrazený na obr. 5, se liší od předchozích příkladů provedení tím, že kovová vložka i je tvořena tvarovaným pásem z technicky čistého tantalu, který je zaoblen ve směru své podélné osy. Poloměr zaoblení činí 85 mm. Iniciační táhlá nálož 2 je z plastické trhaviny s obsahem oktogenu 90 % hmotn. a detonační rychlostí 8 200 m/s.

Délka pásu kovové vložky i činí 250 mm, šířka 34 mm a její tloušťka 1,5 mm. Tloušťka iniciační táhlé nálože 2 je 28 mm v celém svém průřezu.

• · 0 • Η» » »* 0 ► 0 ·

- IQ BxTŮmyslQvá^vyuŽLit^Lnos.b

Prostředek aktivní balistické ochrany podle vynálezu je široce využitelný zejména jako článek celého senzory řízeného systému ochrany proti letícím střelám.

Claims

1. Prostředek aktivní balistické ochrany na vytvořeného projektilu, který je určen pancéřovanou pásovou, kolovou i stacionární techniku, vyznačující se tím, že sestává z lineárního projektilového profilu, explozí vytvořeného z kovové vložky (1) prostřednictvím iniciační táhlé nálože (2) z plastické trhaviny, přičemž iniciační táhlá nálož (2) je upravena na zadní stěně kovové vložky (1).

2. Prostředek aktivní balistické ochrany podle nároku 1, vyznačující se tím, že kovová vložka (1) je tvořena tvarovaným pásem z kovového materiálu o minimální hustotě 7,8 g/cm³ a vysoké plasticitě, vyjádřené tažností alespoň 20 %.

3. Prostředek aktivní balistické ochrany podle nároku 2, vyznačující se tím, že tvarovaný pás kovové vložky (1) je ve směru své podélné osy alespoň jednou plošně zaoblen a/nebo alespoň pod jedním pravým nebo tupým úhlem zalomen.

4. Prostředek aktivní balistické ochrany podle nároku 2 a3, vyznačující se tím, že v základním provedení je délka tvarovaného pásu kovové vložky (1) nejméně trojnásobkem jeho šířky.

5. Prostředek aktivní balistické ochrany podle alespoň jednoho z předcházejících nároků, vyznačuj ící se t í m , že kovová vložka (1) je proměnné tloušťky, klesající směrem k okrajům, přičemž tloušťka okrajů je v rozmezí 0,1 až 1,0 násobku její největší tloušťky.

- 12

6. Prostředek aktivní balistické ochrany podle alespoň jednoho z předcházejících nároků, vyznačuj ící se tím, že iniciační táhlá nálož (2) je tvořena plastickou trhavinou s obsahem hexogenu (RDX) nebo oktogenu (HMX) nejméně 80 % hmotn. o detonační rychlosti plastické trhaviny vyšší než 7 000 m/s, přičemž její balistický koeficient je nejméně 1,2.

7. Prostředek aktivní balistické ochrany podle alespoň jednoho z předcházejících nároků, vyznačuj ící se tím, že iniciační táhlá nálož (2) je proměnné tloušťky, klesající směrem k okrajům, přičemž tloušťka okrajů je v rozmezí 0,1 až 1,0 násobku její největší tloušťky.