CZ34023U1 - Vysoce odolná balistická soustava - Google Patents

Description

Oblast techniky

Předkládané řešení se týká vysoce odolné balistické soustavy tvořené z vysoce odolných balistických panelů s vysokou odolností vůči balistickému útoku a vůči zatížení způsobenému výbuchem.

Dosavadní stav techniky

V současné době se proti balistickému zatížení používají pancíře nebo jiné slitiny. Dále se proti balistickému útoku hojně využívají basaltové materiály. Magnetické materiály mohu být pro použití v obranných a ochranných konstrukcí problematické, díky možnému vzniku elektromagnetickému pole a bludných proudů. Dále je použití kovových materiálů nevhodné pro vnější aplikace, neboť dochází ke korozi a s tím spojenému koroznímu úbytku matriálu. Basaltové materiály se hojně využívají u neprůstřelných vest a jejich použití v obraných a ochranných konstrukcích je možné jako přídavná vrstva, nikoli jako samostatný materiál, který by sám o sobě odolával balistickému nebo výbuchovému zatížení.

Podstata technického řešení

Výše uvedené nedostatky jsou do značné míry odstraněny vysoce odolnou balistickou soustavou obsahující alespoň dva svislé sloupy tvořené ocelovými profily, jejichž spodní konce jsou umístěny do země, a minimálně dva vysoce odolné balistické panely vložené svými konci do profilů, přičemž sloupy jsou opatřeny kovovým přeplátováním o tloušťce menší než 25 mm, podle tohoto technického řešení. Jeho podstatou je to, že vysoce odolný balistický panel je vyrobený z vysokohodnotného nebo ultra vysokohodnotného vlákny vyztuženého cementového kompozitu nebo obdobného silikátového materiálu s charakteristickými nebo obdobnými vlastnostmi, kterými jsou pevnost v tlaku minimálně 75 MPa ve 28 dnech měřená na krychlích s hranou 100 mm a pevnost v tahu ohybem minimálně 10 MPa ve 28 dnech měřená na trámcích 40x40x160 mm. Minimální zastoupení vláknité výztuže je 0,75% z objemu celého vysoce odolného balistického panelu a minimální lomová energie je 15000 J. Vysoce odolný balistický panel splňuje balistickou odolnost tříd FB 5 až FB 7 dle normy EN 1522/1523 a balistickou odolnost úrovní 1 až 4 dle norem STANAG 4569 a 2280.

Vysoce odolný balistický panel je na své spodní hraně opatřen drážku a na své horní straně perem tak, že lze jednotlivé vysoce odolné balistické panely skládat na sebe díky sytému „pero-drážka“. Vysoce odolné balistické panely jsou podél svých vertikálních stran vkládány do ocelových profilů typu IPN, IPE, UPN, UE, UPE, HEA nebo HEB, které jsou opatřeny kovovým přeplátováním tloušťky nepřesahující 25 mm zajišťující stejnou balistickou odolnost jako balistický panel. Vysoce odolnou balistickou soustavu tvoří minimálně dva vysoce odolné balistické panely, které jsou osazeny na sebe systémem „pero-drážka“ a po svých bočních stranách jsou zajištěny ocelovými profily typu IPN, IPE, UPN, UE, UPE, HEA nebo HEB. Spoj „pero-drážka“ je tvořen složením dvou vysoce odolných balistických panelů nad sebe. Horizontální dutiny vzniklé tímto spojením nesmí překročit 10 % šířky vysoce odolného balistického panelu, aby bylo dosaženo požadovaných balistických odolností.

Tloušťka vysoce odolného balistického panelu se pohybuje od 0,1 do 0,2 m a hloubka drážky vysoce odolného balistického panelu zasahuje maximálně do vzdálenosti rovnající se tloušťce vysoce odolného balistického panelu. Tvar spoje „pero-drážka“ může být pravoúhlý i lichoběžníkový se sklonem do 75° od kolmice od horizontální hrany panelu. Šířka drážky musí dosahovat nejvýše 85 % šířky panelu. Výška jednoho vysoce odolného balistického panelu je od

- 1 CZ 34023 U1

0,3 do 2 m a šířka vysoce odolného balistického panelu je od 1 do 3 m. Celková výška vysoce odolné balistické soustavy je od 0,6 do 7 m.

Vysoce odolnou balistickou soustavu lze sestavovat do linie skládáním jednotlivých ocelových profilů typu IPN, IPE, UPN, UE, UPE, HEA nebo HEB do přímky vedle sebe a následným vyplněním vysoce odolnými balistickými panely. Vysoce odolná balistická soustava a vysoce odolný balistický panel splňují balistické odolnosti tříd FB 5 až FB 7 dle normy EN 1522/1523, tj. vůči rážím až do 5,56x45 NATO s rychlostí 950±20m/s, 7,62x54 NATO s rychlosti 930±20 m/s a 7,62 ><51 s rychlostí 820±20 m/s, a úrovní 1 až 4 dle norem STANAG 4569 a 2280, tj. vůči rážím až do 7,62x51 AP (WC) s rychlostí 893±20m/s, 7,62x54 R B32 API s rychlostí 874+20 m/s a 5,56x45 NM 229 s rychlostí 930 m/s±20 m/s.

Balistická soustava může obsahovat alespoň dvě řady balistických panelů umístěné v rovnoběžném směru, přičemž mezera mezi panely může být vyplněna materiálem vybraným ze skupiny písek, kamenivo, zemina, suť.

Případně lze sestavit dvě až čtyři linie vysoce odolných balistických soustav za sebe, čímž se vytvoří extrémní obranný účinek, který je schopen zastavit i nejvyšší třídu balistického útoku 30x170 mm L14A2/A3 s rychlostí 1170 m/s+20 m/s, či extrémně vysoký účinek výbuchu, ekvivalent 20 kg TNT ze vzdálenosti 1 m.

Výhodou tohoto řešení je vysoká odolnost při relativně nízkých pořizovacích nákladech. Stavba soustavy je snadná a rychlá bez nutnosti využití těžké stavební techniky. Soustavu je možné dopravit v podstatě na jakékoli místo a zde ji sestavit do požadovaného tvaru a velikosti. Při poškození některých panelů, je možné je snadno zaměnit za nepoškozené. Balistickou účinnost soustavy je možné zvýšit postavením několika soustav za sebou a případným vyplněním vzniklé mezery vhodným materiálem. V případě potřeby je možné soustavu rozebrat a převézt na jiné místo.

Objasnění výkresů

Technické řešení bude podrobněji popsáno na příkladném provedení s pomocí přiložených výkresů. Na obr. 1 je znázorněn v axonometrickém pohledu samostatný vysoce odolný balistický panel. Na obr. 2 je v axonometrickém pohledu znázorněno sestavení dvou vysoce odolných balistických panelů na sebe a vytvořené horizontální dutiny v místě spoje těchto dvou vysoce odolných balistických panelů. Na obr. 3 je v axonometrickém pohledu vysoce odolná balistická soustava skládající se ze dvou vysoce odolných balistických panelů a ocelových profilů s přeplátováním. Na obr. 4 je v axonometrickém pohledu detail zasazení vysoce odolného balistického panelu do ocelového profilu s přeplátováním. Na obr. 5 je detail řezu horizontální dutiny mezi perem a drážkou, která je vytvořena sestavením dvou vysoce odolných balistických panelů na sebe. Na obr. 6 je axonometrický pohled stěnu vytvořenou vysoce odolnou balistickou soustavou. Na obr. 7 je axonometrický pohled na vysoce odolnou balistickou soustavu sestavenou do tvaru písmene L a na obr. 8 je axonometrický pohled na dvě linie vysoce odolných balistických soustav sestavených za sebe.

Příklady uskutečnění technického řešení

Na obr. 3 je v axonometrickém pohledu vysoce odolná balistická soustava 4 skládající se ze dvou vysoce odolných balistických panelů 1 a ocelových sloupů 5 profilu typu IPN, IPE, UPN, UE, UPE, HEA nebo HEB s přeplátováním. Na obr. 4 je v axonometrickém pohledu detail zasazení vysoce odolného balistického panelu 1 do ocelového profilu s přeplátováním 7. Na obr. 5 je detail horizontální dutiny mezi perem 3 a drážkou 2, která je vytvořena sestavením dvou vysoce odolných balistických panelů 1 na sebe.

-2 CZ 34023 U1

Vysoce odolná balistická soustava 4 a vysoce odolný balistický panel 1 se vyznačují vysokou odolností vůči balistickému zatížení a vůči zatížení způsobenému výbuchem. Vysoce odolná balistická soustava 4 se skládá z ocelových sloupů 5 s profilem typu IPN, IPE, UPN, UE, UPE, HEA nebo HEB, které jsou opatřeny kovovým přeplátováním 7 tloušťky nepřesahující 25 mm zajišťující stejnou balistickou odolnost jako vysoce odolný balistický panel 1, a které jsou pevně ukotveny do země a mezi něž se zasouvají jednotlivé vysoce odolné balistické panely

Každý vysoce odolný balistický panel 1 je na své horní hraně opatřen perem 3 a na své spodní hraně drážkou 2. Jednotlivé vysoce odolné balistické panely 1, které jsou skládány na sebe, tak perfektně dosedají a vytváří dokonale uzavřený ochranný systém vůči balistickému nebo výbuchovému zatížení, který poskytuje odolnost po celé své výšce, a to i v místech zámků, kde velikost vzniklé horizontální dutiny 6 nesmí překročit 10 % šířky vysoce odolného balistického panelu 1, aby bylo dosaženo požadovaných balistických odolností. Charakteristické rozměry vysoce odolného balistického panelu 1 jsou 1,0 m na výšku a 1,6 m na šířku a celková tloušťka vysoce odolného balistického panelu 1 je 0,16 m. Celková výška balistické soustavy 4 je od 2 až do 7 metrů.

Vysoce odolný balistický panel 1 je tvořen silikátovým materiálem s lomovou energií minimálně 15000 J, pevnost v tlaku je minimálně 75 MPa ve 28 dnech měřená na krychlích s hranou 100 mm a pevnost v tahu ohybem je minimálně 10 MPa ve 28 dnech měřená na trámcích 40x40x160 mm. Minimální zastoupení vláknité výztuže je 0,75% z objemu celého vysoce odolného balistického panelu L Vysoce odolný balistický panel 1 a vysoce odolná balistická soustava 4 poskytují stejnou balistickou odolnost po celé své ploše, a to i včetně zámku „perodrážka“, bez nutnosti dalších přídavných prvků a splňují balistické odolnosti tříd FB 5 až FB 7 dle normy EN 1522/1523, tj. vůči rážím až do 5,56x45 NATO s rychlostí 950±20m/s, 7,62x54 NATO s rychlostí 930±20 m/s a 7,62x51 s rychlostí 820±20 m/s, a úrovní balistické ochrany 1 až 4 dle norem STANAG4569 a 2280, tj. vůči rážím až do 7,62x51 AP (WC) s rychlostí 893±20m/s, 7,62x54 RB32 API s rychlostí 874±20m/s a 5,56x45 NM 229 s rychlostí 930 m/s±20 m/s.

Tvar spoje „pero-drážka“ muže být pravoúhlý i lichoběžníkový se sklonem do 75° od kolmice od horizontální hrany panelu. Šířka drážky 2 musí dosahovat nejvýše 85 % šířky vysoce odolného balistického panelu.

Průmyslová využitelnost

Vysoce odolná balistická soustava podle tohoto technického řešení nalezne uplatnění zejména při ochraně osob a materiálu v místech různých konfliktů, ale i v běžném životě.

Claims (7)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   1. Vysoce odolná balistická soustava (4) obsahující alespoň dva svislé sloupy (5) tvořené ocelovými profily, jejichž spodní konce jsou umístěny do země, a minimálně dva vysoce odolné balistické panely (1) vložené svými konci do profilů, přičemž sloupy (5) jsou opatřeny kovovým přeplátováním (7) o tloušťce menší než 25 mm, vyznačující se tím, že balistické panely (1) jsou z vysokohodnotného vlákny vyztuženého cementového kompozitu s minimálním obsahem vláknité výztuže 0,75 % z objemu celého vysoce odolného balistického panelu (1), s lomovou energií minimálně 15000 J, pevností v tlaku minimálně 75 MPa ve 28 dnech měřenou na krychlích s hranou 100 mm a pevností v tahu ohybem minimálně 10 MPa ve 28 dnech měřenou na trámcích 40x40x160 mm a splňují balistické odolnosti tříd FB 5 až FB 7 a úroveň balistické ochrany 1 až 4, a jejich dolní hrana je opatřena alespoň jednou drážkou (2) a horní strana je opatřena alespoň jedním perem (3) odpovídajícím drážce (2), přičemž velikost vzniklé horizontální dutiny (6) mezi boční stěnou pera (3) a boční stěnou drážky (2) je menší než 10 % šířky vysoce odolného balistického panelu (1) a šířka drážky (2) je rovna maximálně 85 % šířky vysoce odolného balistického panelu (1) a její hloubka je rovna maximálně tloušťce panelu (1).
2. 2. Vysoce odolná balistická soustava (4) podle nároku 1, vyznačující se tím, že pero (3) a drážka (2) mají v řezu tvar čtyřstěnu.
3. 3. Vysoce odolná balistická soustava (4) podle nároku 2, vyznačující se tím, že pero (3) a drážka (2) mají v řezu tvar lichoběžníku se sklonem do 75° od kolmice od horizontální hrany panelu (1).
4. 4. Vysoce odolná balistická soustava (4) podle kteréhokoli z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že celková výška vysoce odolného balistického panelu (1) je od 0,3 do 2 m, celková šířka vysoce odolného balistického panelu (1) je 1 až 3 m a celková tloušťka vysoce odolného balistického panelu (1) je 0,1 až 0,2 m.
5. 5. Vysoce odolná balistická soustava (4) podle kteréhokoli z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že celková výška vysoce odolné balistické soustavy (4) je 0,6 až 7 m.
6. 6. Vysoce odolná balistická soustava (4) podle kteréhokoli z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že obsahuje alespoň dvě řady balistických panelů (1) umístěné v rovnoběžném směru.
7. 7. Vysoce odolná balistická soustava (4) podle nároku 6, vyznačující se tím, že mezera mezi panely (1) je vyplněna materiálem vybraným ze skupiny písek, kamenivo, zemina, suť.