CZ36976U1 - Sendvičový panel pro balistickou odolnost tříd FB1 až FB4 dle EN 1522 - Google Patents

Sendvičový panel pro balistickou odolnost tříd FB1 až FB4 dle EN 1522 Download PDF

Info

Publication number
CZ36976U1
CZ36976U1 CZ2023-40787U CZ202340787U CZ36976U1 CZ 36976 U1 CZ36976 U1 CZ 36976U1 CZ 202340787 U CZ202340787 U CZ 202340787U CZ 36976 U1 CZ36976 U1 CZ 36976U1
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
sandwich panel
composite
thickness
reinforced
core
Prior art date
Application number
CZ2023-40787U
Other languages
English (en)
Inventor
Radoslav Sovják
Sovják Radoslav doc. Ing., Ph.D.
Petr Hála
Hála Petr Ing., Ph.D.
Michal Mára
Michal Ing Mára
Přemysl Kheml
Přemysl Ing. Kheml
Jiří Mašek
Jiří Ing. Mašek
Alexandre Perrot
Alexandre Ing. Perrot
Original Assignee
České vysoké učení technické v Praze
Spolek Pro Chemickou A Hutní Výrobu, Akciová Společnost
SYNPO, akciová společnost
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by České vysoké učení technické v Praze, Spolek Pro Chemickou A Hutní Výrobu, Akciová Společnost, SYNPO, akciová společnost filed Critical České vysoké učení technické v Praze
Priority to CZ2023-40787U priority Critical patent/CZ36976U1/cs
Publication of CZ36976U1 publication Critical patent/CZ36976U1/cs

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B13/00—Layered products comprising a a layer of water-setting substance, e.g. concrete, plaster, asbestos cement, or like builders' material
    • B32B13/02—Layered products comprising a a layer of water-setting substance, e.g. concrete, plaster, asbestos cement, or like builders' material with fibres or particles being present as additives in the layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B13/00—Layered products comprising a a layer of water-setting substance, e.g. concrete, plaster, asbestos cement, or like builders' material
    • B32B13/04—Layered products comprising a a layer of water-setting substance, e.g. concrete, plaster, asbestos cement, or like builders' material comprising such water setting substance as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B13/12—Layered products comprising a a layer of water-setting substance, e.g. concrete, plaster, asbestos cement, or like builders' material comprising such water setting substance as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B13/00—Layered products comprising a a layer of water-setting substance, e.g. concrete, plaster, asbestos cement, or like builders' material
    • B32B13/14—Layered products comprising a a layer of water-setting substance, e.g. concrete, plaster, asbestos cement, or like builders' material next to a fibrous or filamentary layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B7/00—Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
    • B32B7/02—Physical, chemical or physicochemical properties
    • B32B7/022—Mechanical properties
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
    • F41H—ARMOUR; ARMOURED TURRETS; ARMOURED OR ARMED VEHICLES; MEANS OF ATTACK OR DEFENCE, e.g. CAMOUFLAGE, IN GENERAL
    • F41H5/00—Armour; Armour plates
    • F41H5/02—Plate construction
    • F41H5/04—Plate construction composed of more than one layer
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
    • F41H—ARMOUR; ARMOURED TURRETS; ARMOURED OR ARMED VEHICLES; MEANS OF ATTACK OR DEFENCE, e.g. CAMOUFLAGE, IN GENERAL
    • F41H5/00—Armour; Armour plates
    • F41H5/02—Plate construction
    • F41H5/04—Plate construction composed of more than one layer
    • F41H5/0492—Layered armour containing hard elements, e.g. plates, spheres, rods, separated from each other, the elements being connected to a further flexible layer or being embedded in a plastics or an elastomer matrix
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
    • F41H—ARMOUR; ARMOURED TURRETS; ARMOURED OR ARMED VEHICLES; MEANS OF ATTACK OR DEFENCE, e.g. CAMOUFLAGE, IN GENERAL
    • F41H5/00—Armour; Armour plates
    • F41H5/06—Shields
    • F41H5/08—Shields for personal use, i.e. hand held shields

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Body Structure For Vehicles (AREA)
  • Window Of Vehicle (AREA)
  • Aiming, Guidance, Guns With A Light Source, Armor, Camouflage, And Targets (AREA)

Description

Sendvičový panel pro balistickou odolnost tříd FBI až FB4 dle EN 1522
Oblast techniky
Předkládané řešení se týká sendvičového panelu nové generace pro použití v obranných a ochranných konstrukcích s balistickou odolností až do třídy FB4 podle EN 1522 a odpovídající odolnosti dle dalších paralelních norem. Panel je složen z vrstev vysokohodnotného betonu, elastomeru a epoxidového kompozitu.
Dosavadní stav techniky
V současné době se k pasivní protibalistické ochraně stacionárních objektů a vozidel používají pancíře z oceli nebo dalších kovových slitin, případně zesilované vrstvami keramiky a skelných kompozitů. Pro stavby, objekty a stacionární konstrukce připadá v úvahu železobeton dostatečné tloušťky, zemní valy, zásypy, terénní úpravy atp. Ochrana na bázi vláknitých vrstev, jako aramidových, polyamidových či skelných tkanin je typicky využívána u neprůstřelných vest proti menším a středním rážím. Jejich použití v obranných a ochranných konstrukcích pak je možné jako přídavná vrstva, nikoli jako samostatný materiál, který by sám o sobě odolával balistickému nebo výbuchovému zatížení.
Podstata technického řešení
Nedostatky stávajících řešení jsou odstraněny sendvičovým panelem pro balistickou odolnost tříd FB1 až FB4 dle EN 1522, podle tohoto technického řešení. Jeho podstatou je to, že obsahuje jádro v podobě panelu, na kterém jsou z obou stran nalepeny kompozitní desky, na kterých je nanesena elastomerní ochrana. Jádro má tloušťku alespoň 20 mm a je z vysokohodnotného vlákny vyztuženého cementového kompozitu s objemovou hmotností od 2200 do 2500 kg/m3, s pevností v tlaku minimálně 100 MPa a s pevností v tahu ohybem na trámcích 40 x 40 x 160 mm minimálně 20 MPa. Vysokohodnotný vlákny vyztužený cementový kompozit má obsah cementu minimálně 340 kg/m3, maximální vodní součinitel je 0,45 a objemové procentuální množství rozptýlených vláken je v rozmezí od 1 do 2 %. Na jádru jsou z obou stran pomocí lepidla celoplošně přilepeny kompozitní desky o tloušťce alespoň 2 mm tvořené epoxidovým kompozitem vyztuženým skelnými vlákny. Na kompozitních deskách je finální vrstva o tloušťce alespoň 3 mm tvořená elastomerní ochranou.
Kompozitní deska je s výhodou na bázi pryskyřice vybrané ze skupiny epoxidová, polyuretanová a polyesterová pryskyřice, která je vyztužena vláknem vybraným ze skupiny uhlíkové, skleněné, aramidové, basaltové a polyesterové vlákno.
Elastomerní ochrana je ve výhodném provedení z elastického polyuretanu. Povrch elastomerní ochrany může být opatřen ochranným a UV stabilizačním nátěrem, který může být v podobě estetické a/nebo maskovací vrstvy.
Spojení jádra z vysoce odolného betonu a vrstev z vlákny vyztuženého kompozitu a elastomeru kombinuje výhody všech materiálů a díky synergii tak vzniká nový vysoce balisticky odolný panel. Přitom na jeho bázi lze budovat obranné a ochranné konstrukce jak samonosné, tak i zřizovat dodatečné zesílení objektů stávajících.
Sendvičový panel nové generace splňuje balistickou odolnost tříd FB1 až FB4 dle norem EN 1522/1523. To znamená, že je odolný vůči průstřelu a odolává projektilům malorážkovým a pistolovým minimálně do ráže .44 Magnum s rychlostí projektilu 440±10 m/s. Technické řešení přitom zamezuje odlétávání ranivých střepinových fragmentů z přední strany a úplně zamezuje
- 1 CZ 36976 U1 odlétávání fragmentů ze zadní strany při nárazu střely na sendvičovou konstrukci. Kompozitní deska z epoxidového kompozitu, tvoří přidanou balistickou ochranu, která pomáhá distribuci energie střely na větší plochu.
Výhodou tohoto technického řešení je menší potřebná tloušťka a o 20 až 40 % a nižší hmotnost, srovnáváno proti provedení ochrany pouze z běžného balistického cementového kompozitu, při stejné odolnosti vůči střelbě. Menší hmotnost a rozměry usnadňují dopravu a manipulaci při použití.
Objasnění výkresů
Sendvičový panel podle tohoto technického řešení bude podrobněji popsán na konkrétním příkladném provedení s pomocí přiložených výkresů, kde:
na obr. 1 je znázorněn příkladný sendvičový panel v řezu; a na obr. 2 je znázorněn tento panel s reakcí po zásahu střelou.
Příklad uskutečnění technického řešení
Příkladný sendvičový panel 5 znázorněný na obr. 1 v řezu obsahuje jádro 1 v podobě panelu z vysokohodnotného vlákny vyztuženého cementového kompozitu, ke kterému jsou pomocí lepidla 2 z obou stran připojeny kompozitní desky 3 z aramidového kompozitu. Na kompozitních deskách 3 je vrstva 4 elastomerní ochrany. Celý sendvičový panel 5 je natřen vysoce pružným a na povětrnosti odolným polyuretanovým nátěrem.
Na obr. 2 se nachází sendvičový panel 5 nové generace po zásahu střelou 6. Popis vztahových značek se shoduje s výše uvedeným popisem. Dále pak je znázorněna dopadající střela 6, místo 7 vstřelu se vzniklým předním kráterem a deformace 8 v podobě zadního kráteru, ve kterém jsou zadrženy pomocí přidaných vrstev sendvičového panelu 5, všechny fragmenty vzniklé dopadem střely 6.
Sendvičový panel 5 nové generace pro balistickou odolnost FB4 dle EN 1522 se vyznačuje balistickou odolností proti krátkým palným zbraním až do dopadové energie střely 1510 J dle EN 1522, dále pak odolností proti povětrnostním vlivům a chemikáliím. Díky vrstvení sendvičového panelu 5 je zamezeno šíření střepin ze zadní strany sendvičového panelu 5 do okolí.
Sendvičový panel 5 nové generace splňuje podmínky pro balistickou odolnost v třídách FB1 až FB4 dle normy EN 1522/1523, tj. vůči zkušebním rážím od .22 LR s rychlostí 360±10 m/s až po .357 Magnum s rychlostí 430±10 m/s a .44 Remington-Magnum s rychlostí 440±10 m/s.
Příkladný sendvičový panel 5 obsahuje jádro 1 z vysokohodnotného ocelovými vlákny vyztuženého cementového kompozitu o tloušťce 30 mm na jehož obě strany jsou pomocí epoxidového lepidla 2 přilepeny kompozitní desky 3 ze skelnými vlákny vyztuženého epoxidového kompozitu o tloušťce 3 mm. Na kompozitní desky 3 je nanesena vrstva elastomerní ochrany 4 z polyuretanového elastomeru v tloušťce 5 mm.
Jádro 1 bylo připraveno z vysokohodnotného, vlákny vyztuženého cementového kompozitu, který má objemovou hmotnost 2400 kg/m3, pevnost v tlaku je 120 MPa a pevnost v tahu ohybem na trámcích 40 x 40 x 160 mm je minimálně 25 MPa, obsah cementu je 360 kg/m3, maximální vodní součinitel je 0,45 a objemové procentuální množství rozptýlených vláken se pohybuje v rozmezí od 1 do 2 %.
- 2 CZ 36976 U1
Kompozitní deska 3 byla připravena ze 7 až 16 vrstev, dle tloušťky sendvičového panelu 5, skelné tkaniny o plošné hmotnosti 280 g/m2 prosycené modifikovanou epoxidovou pryskyřicí tvrzenou za tepla aminickým tvrdidlem. Kompozitní deska 3 má objemovou hmotnost 1800 kg/m3, podíl výplně v kompozitní desce 3 je 44 % objemových.
Jako lepidlo 2 byla použita modifikovaná epoxidová pryskyřice s flexibilním aminickým tvrdidlem. Toto lepidlo 2 má objemovou hmotnost 1500 kg/m3, jeho pevnost v tahu je minimálně 30 MPa a ve smyku 3 MPa při 25 °C.
Elastomerní ochrana 4 v podobě polyuretanové vrstvy obsahuje plněný elastomer, který má hustotu 1200 kg/m3. Obsahuje 30 % objemových minerálního plniva. Tento elastomer má minimální pevnost v tahu 3 MPa a minimální elongaci 100 % při 25 °C.
Stěna, přizdívka nebo příčka postavená z takto zhotovených sendvičových panelů 5 o celkové tloušťce 46 mm, z toho je 30 mm tloušťka jádra 1 z cementového kompozitu, a plošné hmotnosti 76,6 kg/m2 poskytuje účinnou, nezraňující ochranu osob proti střelbě z ručních palných zbraní až do třídy FB4 dle EN 1522, tedy stejnou nebo lepší než stěna z desek pouze z vysokohodnotného vyztuženého betonu o tloušťce 40 mm a plošné hmotnosti 88 kg/m2.
Průmyslová využitelnost
Sendvičový panel nové generace pro balistickou odolnost FB4 dle EN 1522 podle tohoto technického řešení nalezne uplatnění zejména v konstrukcích pro ochranu osob a materiálu v objektech kritické infrastruktury, ve specializovaných technologických provozech nebo v místech ohrožených ozbrojenými konflikty.
- 3 CZ 36976 U1

Claims (5)

1. Sendvičový panel (5) pro balistickou odolnost tříd FBI až FB4 dle EN 1522, vyznačující se tím, že obsahuje jádro (1) v podobě panelu, na kterém jsou z obou stran nalepeny kompozitní desky (3), na kterých je nanesena elastomerní ochrana (4), přičemž jádro (1) má tloušťku alespoň 20 mm a je z vysokohodnotného vlákny vyztuženého cementového kompozitu s objemovou hmotností od 2200 do 2500 kg/m3, s pevností v tlaku minimálně 100 MPa a s pevností v tahu ohybem na trámcích 40 x 40 x 160 mm minimálně 20 MPa, u něhož je obsah cementu minimálně 340 kg/m3, maximální vodní součinitel je 0,45 a objemové procentuální množství rozptýlených vláken je v rozmezí od 1 do 2 %, a na jádru (1) jsou z obou stran pomocí lepidla (2) celoplošně přilepeny kompozitní desky (3) o tloušťce alespoň 2 mm tvořené epoxidovým kompozitem vyztuženým skelnými vlákny, na kterých je finální vrstva o tloušťce alespoň 3 mm tvořená elastomerní ochranou (4).
2. Sendvičový panel (5) podle nároku 1, vyznačující se tím, že kompozitní deska (3) je na bázi pryskyřice vybrané ze skupiny epoxidová, polyuretanová a polyesterová pryskyřice, která je vyztužena vláknem vybraným ze skupiny uhlíkové, skleněné, aramidové, basaltové a polyesterové vlákno.
3. Sendvičový panel (5) podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že elastomerní ochrana (4) je z elastického polyuretanu.
4. Sendvičový panel (5) podle kteréhokoli z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že povrch elastomerní ochrany (4) je opatřen ochranným a UV stabilizačním nátěrem.
5. Sendvičový panel (5) podle nároku 4, vyznačující se tím, že ochranný a UV stabilizační nátěr je v podobě estetické a/nebo maskovací vrstvy.
CZ2023-40787U 2023-03-10 2023-03-10 Sendvičový panel pro balistickou odolnost tříd FB1 až FB4 dle EN 1522 CZ36976U1 (cs)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2023-40787U CZ36976U1 (cs) 2023-03-10 2023-03-10 Sendvičový panel pro balistickou odolnost tříd FB1 až FB4 dle EN 1522

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2023-40787U CZ36976U1 (cs) 2023-03-10 2023-03-10 Sendvičový panel pro balistickou odolnost tříd FB1 až FB4 dle EN 1522

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ36976U1 true CZ36976U1 (cs) 2023-04-04

Family

ID=85796367

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2023-40787U CZ36976U1 (cs) 2023-03-10 2023-03-10 Sendvičový panel pro balistickou odolnost tříd FB1 až FB4 dle EN 1522

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ36976U1 (cs)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8616113B2 (en) Encapsulated ballistic protection system
CA2943081C (en) Lightweight enhanced ballistic armor system
US7406806B2 (en) Blast resistant prefabricated wall units
AU2012267563B2 (en) Enhanced ballistic protective system
CN107367197A (zh) 一种轻质高抗力模块化库体防护单元
CZ36976U1 (cs) Sendvičový panel pro balistickou odolnost tříd FB1 až FB4 dle EN 1522
US20120177871A1 (en) Impact resistant foamed glass materials for vehicles and structures
RU2437053C1 (ru) Пулезащитная бронепанель
CZ37685U1 (cs) Sendvičový panel pro balistickou odolnost tříd FB5 až FB7
Scott New ballistic products and technologies
Barone et al. Literature Review of Applicable Ballistic Materials for Temporary Wooden Building Envelopes
Koto et al. Analysis of Damage Area of Fiberglass/Polyester Bi-Panel with Rice Husk Ash as a Filler Caused by the Impact of High-Speed Particles
Sathyaraj et al. Spectra fibre reinforced composite-A review
Asavavisithchai et al. Developement of Composite Armors Using Natural Rubber Reinforced with Steel Wire Mesh for Ballistic Resistance
RU2190823C1 (ru) Пулезащитная бронепанель
CN216049450U (zh) 一种用于直升机驾驶舱的多层复合结构防弹装甲
Saleem et al. Numerical and experimental study of hybrid composite body armor
Pasha et al. Effect of Rubber particles on Kevlar Fiber Reinforced Polymer composite against High Velocity Impact.
Sliwinski et al. Overview of polymer laminates applicable to elements of light-weight ballistic shields of special purpose transport means
RU2484412C1 (ru) Пакет композитной брони на основе керамики (пкбк)
Fecko et al. Composite Armor Solutions For STANAG 4569 Ballistic Protection Levels
Schwartz Ballistic protection for ground vehicles, human personnel, and habitats
WO2006129133A1 (es) Blindaje anti-balas contra armas portátiles y método para fabricarlo
Ngamjarungjit et al. Bulletproof prefabricated steel stud wall
Marpaung et al. The Concept of the defense material system for the security of Indonesian national armed personnel against threats: Material

Legal Events

Date Code Title Description
FG1K Utility model registered

Effective date: 20230404