DK179470B1 - Rørformet emne med ballistisk beskyttelse - Google Patents

Rørformet emne med ballistisk beskyttelse Download PDF

Info

Publication number
DK179470B1
DK179470B1 DKPA201070022A DKPA201070022A DK179470B1 DK 179470 B1 DK179470 B1 DK 179470B1 DK PA201070022 A DKPA201070022 A DK PA201070022A DK PA201070022 A DKPA201070022 A DK PA201070022A DK 179470 B1 DK179470 B1 DK 179470B1
Authority
DK
Denmark
Prior art keywords
fiber composite
layer
composite blank
fibers
ballistic protection
Prior art date
Application number
DKPA201070022A
Other languages
English (en)
Inventor
Falck-Schmidt Jan
Original Assignee
DRS Sustainment Systems
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
Priority to DKPA201070022A priority Critical patent/DK179470B1/da
Application filed by DRS Sustainment Systems filed Critical DRS Sustainment Systems
Priority to GB1101448.7A priority patent/GB2481271B/en
Priority to CA2727776A priority patent/CA2727776A1/en
Priority to IL210831A priority patent/IL210831A0/en
Priority to DE102011009208A priority patent/DE102011009208A1/de
Priority to SE1100050A priority patent/SE1100050A1/sv
Priority to FR1100210A priority patent/FR2968756B1/fr
Priority to ES201100069A priority patent/ES2528326B1/es
Priority to AU2011200598A priority patent/AU2011200598B2/en
Priority to FI20110019A priority patent/FI130072B/fi
Priority to US12/803,041 priority patent/US20120210860A1/en
Publication of DK201070022A publication Critical patent/DK201070022A/da
Application granted granted Critical
Publication of DK179470B1 publication Critical patent/DK179470B1/da

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41WEAPONS
    • F41HARMOUR; ARMOURED TURRETS; ARMOURED OR ARMED VEHICLES; MEANS OF ATTACK OR DEFENCE, e.g. CAMOUFLAGE, IN GENERAL
    • F41H5/00Armour; Armour plates
    • F41H5/02Plate construction
    • F41H5/04Plate construction composed of more than one layer
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41WEAPONS
    • F41HARMOUR; ARMOURED TURRETS; ARMOURED OR ARMED VEHICLES; MEANS OF ATTACK OR DEFENCE, e.g. CAMOUFLAGE, IN GENERAL
    • F41H5/00Armour; Armour plates
    • F41H5/02Plate construction
    • F41H5/04Plate construction composed of more than one layer
    • F41H5/0414Layered armour containing ceramic material
    • F41H5/0428Ceramic layers in combination with additional layers made of fibres, fabrics or plastics
    • F41H5/0435Ceramic layers in combination with additional layers made of fibres, fabrics or plastics the additional layers being only fibre- or fabric-reinforced layers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41WEAPONS
    • F41HARMOUR; ARMOURED TURRETS; ARMOURED OR ARMED VEHICLES; MEANS OF ATTACK OR DEFENCE, e.g. CAMOUFLAGE, IN GENERAL
    • F41H5/00Armour; Armour plates
    • F41H5/02Plate construction
    • F41H5/04Plate construction composed of more than one layer
    • F41H5/0471Layered armour containing fibre- or fabric-reinforced layers
    • F41H5/0485Layered armour containing fibre- or fabric-reinforced layers all the layers being only fibre- or fabric-reinforced layers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/22Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed
    • B32B5/24Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed one layer being a fibrous or filamentary layer
    • B32B5/26Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed one layer being a fibrous or filamentary layer another layer next to it also being fibrous or filamentary
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/22Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed
    • B32B5/24Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed one layer being a fibrous or filamentary layer
    • B32B5/28Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed one layer being a fibrous or filamentary layer impregnated with or embedded in a plastic substance
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B7/00Layered 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
    • B32B7/02Physical, chemical or physicochemical properties
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41WEAPONS
    • F41HARMOUR; ARMOURED TURRETS; ARMOURED OR ARMED VEHICLES; MEANS OF ATTACK OR DEFENCE, e.g. CAMOUFLAGE, IN GENERAL
    • F41H5/00Armour; Armour plates
    • F41H5/02Plate construction
    • F41H5/04Plate construction composed of more than one layer
    • F41H5/0471Layered armour containing fibre- or fabric-reinforced layers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41WEAPONS
    • F41HARMOUR; ARMOURED TURRETS; ARMOURED OR ARMED VEHICLES; MEANS OF ATTACK OR DEFENCE, e.g. CAMOUFLAGE, IN GENERAL
    • F41H5/00Armour; Armour plates
    • F41H5/20Turrets
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L9/00Rigid pipes
    • F16L9/14Compound tubes, i.e. made of materials not wholly covered by any one of the preceding groups
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L9/00Rigid pipes
    • F16L9/18Double-walled pipes; Multi-channel pipes or pipe assemblies

Abstract

Den foreliggende opfindelse angår et fiberkompositemne med indlejret ballistisk beskyttelse med i det mindste ét lag af forstærkende fibre, der arrangeres ved fiberfilamentvikling og danner et rørformet fiberkompositemne. Et sådant rørformet fiberkompositemne er typisk cirkulært rørformet, men kan også være ovalt eller sågar kantet. Samtidig egner et sådan fiberkompositemne sig i høj grad til anvendelse i forskellige konstruktioner, hvor det er ønsket at indbygge pansringselementer, herunder i fartøjers skrog, for eksempel i militære køretøjer. Netop i forbindelse med fremstilling af militære pansrede fartøjer, forsøger man at reducere fartøjernes vægt i forhold til fartøjernes lasteevne.

Description

(19) DANMARK (10)
Figure DK179470B1_D0001
(12)
PATENTSKRIFT
Patent- og Varemærkestyrelsen lnt.CI.: F41H 5/04 (2006.01) B32B 5/26 (2006.01) B32B 5/28 (2006.01)
B32B 7/02 (2006.01)
Ansøgningsnummer: PA 2010 70022
Indleveringsdato: 2010-01 -25
Løbedag:2010-01-25
Aim. tilgængelig: 2011-07-26
Patentets meddelelse bkg. og publiceret den: 2018-11-22
Patenthaver:
DRS Sustainment Systems, Inc., 201 Evans Lane Saint Louis, MO 63121, USA
Opfinder:
Jan Falck-Schmidt, Lahnsgade 92,5000 Odense C, Danmark
Fuldmægtig:
Patrade A/S, Ceresbyen 75, 8000 Århus C, Danmark
Titel: Rørformet emne med ballistisk beskyttelse
Fremdragne publikationer:
GB 2221976 A
EP 1880839 A2
US 2004/0216593 A1
US 2010/0012004 A1
Sammendrag:
Den foreliggende opfindelse angår et fiberkompositemne med indlejret ballistisk beskyttelse med i det mindste ét lag af forstærkende fibre, der arrangeres ved fiberfilamentvikling og danner et rørformet fiberkompositemne. Et sådant rørformet fiberkompositemne er typisk cirkulært rørformet, men kan også være ovalt eller sågar kantet. Samtidig egner et sådan fiberkompositemne sig i høj grad til anvendelse i forskellige konstruktioner, hvor det er ønsket at indbygge pansringselementer, herunder i fartøjers skrog, for eksempel i militære køretøjer. Netop i forbindelse med fremstilling af militære pansrede fartøjer, forsøger man at reducere fartøjernes vægt i forhold til fartøjernes lasteevne.
Fortsættes...
Figure DK179470B1_D0002
Fig. 2 i
Rørformet emne med ballistisk beskyttelse
Opfindelsens område
Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde til fremstilling af et rørformet fiberkompositemne, hvor fremgangsmåden i det mindste omfatter følgende trin: arrangering af et første lag af forstærkende fibre og arrangering af mindst et andet lag af forstærkende fibre, hvor disse fibre er konsolideret med et bindemiddel. Opfindelsen angår endvidere et fiberkompositemne med indlejret ballistisk beskyttelse fremstillet med den nævnte fremgangsmåde samt anvendelsen af et sådant fiberkompositemne.
Beskrivelse af kendt teknik
Der findes utallige forskellige produkter og metoder, hvor ballistisk beskyttelse i form af keramiske emner indlejres i eksempelvis fiberkompositemner. Sådanne fiberkompositemner anvendes typisk og eksempelvis i forbindelse med pansring af personer og af køretøjer og giver alt efter pansringens tykkelse og opbygning en vis beskyttelse mod skud fra håndvåben, kanoner og missiler. En tilsvarende beskyttelse har gennem tiden været opnået under anvendelse af stålplader med en tilstrækkelig tykkelse. Der er dog den ulempe ved panser af stål, at det er tungt, hvilket kan have en uheldig virkning på et køretøjs evner til at manøvrere og i øvrigt kan besværliggøre transport af køretøjet. Der er derfor et klart ønske om anvendelse af en lettere form for panser.
Sådanne fiberkompositemner med ballistisk beskyttelse fremstilles typisk under anvendelse af kendte kompositstøbeteknikker og der anvendes f.eks. kulfiber eller glasfiber vædet i et hærdbart bindemiddel, typisk polyester, epoxy, vinylester eller en anden egnet polymer. Hærdning af emnet kan for visse bindemidler ske uden opvarmning, mens andre typer kræver en øget temperatur i ovn eller autoklave.
En pansring ifølge de kendte metoder egner sig særligt til plane flader, idet de keramiske emner, der anvendes er plane. Fra US 6,408,733 Bl kendes der dog kompositemner med en mere kompleks facon, hvor der er indlejret ballistisk beskyttelse i form af keramiske emner, hvor de enkelte keramiske emner er fremstillet ved støbning specielt til den aktuelle placering i kompositemnet. Dette er selvsagt en dyr proces, idet der kræves en stor indsats under produktion af de keramiske emner og yderligere med at arrangere de forskellige og specielle keramiske emner på præcis det rette sted i konstruktionen.
Endelig kendes der også fiberkompositemner, der har en ballistisk beskyttelse, som alene udgøres af forskellige fibermaterialer, herunder fibre af kul, glas og aramid. En sådan løsning kendes fra WO 2008/128708 Al, hvor der angives en metode til fremstilling af hjelme med ballistisk beskyttelse.
Ingen af de kendte metoder og produkter egner sig til anvendelse på rørformede emner og for at imødekomme et ønske om at udføre en tilstrækkelig ballistisk beskyttelse og modstandsdygtighed på emner, eksempelvis på emner der udgør dele af et køretøj, er det nødvendigt med et dertil egnet produkt og med en ny fremgangsmåde for opnåelse af et sådant produkt.
EP 1880839 A2 beskriver rørformede fiberkompositemner til anvendelse som hurtig deployerbar barriere. De rørformede fiberkompositemner består af et indre og et ydre lag af fibermateriale, der fungerer som en ballistisk beskyttelse, som er modstandsdygtig overfor penetration af for eksempel projektiler. Indlejret, imellem de to lag fibermateriale, er der placeret et materiale som ikke i nævneværdig grad er modstandsdygtig overfor penetration. Det rørformede emne er dannet ved omvikling af baner af fibermateriale omkring en dorn. Det er nødvendigt at det ballistisk beskyttende materiale i det mindste er selvbærende og dermed har en vis strukturel styrke, hvilket begrænser udbudet af egnede materialer.
GB 2221976 A beskriver en hjelm med armering. Hjelmen er et fiberkompositemne, der er dannet af aramid fibre, som er anbragt i en form og konsolideret med et bindemiddel. Efter udhærdning af fiberkompositemnet er dette påført et metallisk lag, som påsprayes ved flamme eller plasmaspray. Denne fremgangsmåde kræver, at det færdige emne har ubrudte flader for at opnå en dækkende beskyttelse. Det er derfor ikke egnede til køretøjer, hvor der vil være tale om brudte flader ved døre, luger etc.
Opfindelsens formål
Det er formålet med den foreliggende opfindelse at tilvejebringe et produkt og en fremgangsmåde for fremstilling af et fiberkompositemne, hvor der opnås en passende ballistisk beskyttelse af et rørformet emne, hvor det rørformede emne egner sig til overvejende maskinel fremstilling, hvor der er mulighed for efterfølgende bearbejdning og fortrinsvis for sammenbygning med andre emner i en større konstruktion.
Beskrivelse af opfindelsen
Dette formål opnås med en fremgangsmåde som nævnt indledningsvist, hvor fremstilling af et fiberkompositemne med indlejret ballistisk beskyttelse ifølge opfindelsen er omfattende følgende yderligere trin: arrangering af i det mindste ét lag ballistisk beskyttelse, fortrinsvis bestående af keramiske emner, hvor den ballistiske beskyttelse er indlejret mellem det første lag af forstærkende fibre og nævnte i det mindste ene andet lag af forstærkende fibre, hvor i det mindste ét lag af de forstærkende fibre arrangeres ved fiberfilamentvikling. Et sådant rørformet fiberkompositemne er typisk cirkulært rørformet, men kan også være ovalt eller sågar kantet. Der er dog særlige fordele ved et fiberkompositemne uden kanter, idet de enkelte fibre på denne måde udnyttes mere optimalt da der ikke er kanter, der nødvendiggør en mere eller mindre skarp bøjning af fibrene. Det er således muligt at opnå en meget stærk og robust konstruktion samtidig med, at der opnås den ønskede ballistiske sikkerhed på grund af den indlejrede beskyttelse.
Med denne fremgangsmåde til opbygning af et fiberkompositemne opnås der den fleksibilitet, at det første lag af forstærkende fibre kan være med et første sæt af materialeegenskaber, idet fibrene eksempelvis kan være kulfibre, der giver den ønskede stivhed og styrke i fiberkompositemnet, mens det andet lag af forstærkende fibre kan være med de samme materialeegenskaber eller med andre materialeegenskaber, eksempelvis svarende til glasfibre, idet sådanne fibre kan være tilstrækkelige og måske endda bedre til at sikre, at laget eller lagene af ballistisk beskyttelse er fikseret på rette sted.
Samtidig egner et sådan fiberkompositemne sig i høj grad til anvendelse i forskellige konstruktioner, hvor det er ønsket at indbygge pansringselementer, herunder i fartøjers skrog, for eksempel i militære køretøjer. Netop i forbindelse med fremstilling af mili tære pansrede fartøjer, forsøger man at reducere fartøjernes vægt i forhold til fartøjernes lasteevne. En lav vægt er ønskelig/nødvendig for at kunne flytte fartøjerne med fly. Der stilles samtidig krav om en god pansring. Konventionelle pansrede fartøjer, herunder køretøjer, er i det væsentlige bygget i panserstål for at give beskyttelsen og lasteevne, men ofte med en høj egenvægt og nedsat mobilitet til følge. Der er således store fordele ved at anvende fiberkompositemner i forbindelse med sådanne fartøjer. Ved ikke alene at kunne udføre de plane paneler på eksempelvis en let pansret mandskabsvogn med lette fiberkompositemner, men nu også de rørformede dele, samtidig med at der er en optimal ballistisk beskyttelse, opnås der en markant bedre sikkerhed og en endnu lavere samlet vægt på fartøjet.
Et fiberkompositemne med indlejret beskyttelse ifølge opfindelsen kan med fordel anvendes således, at det rørformede fiberkompositemne udgør et tårn eller et tåmelement på et køretøj, fortrinsvist et tårn, der er indrettet med midler til hævning og sænkning af tårnet, hvor der på tårnet er monteret et våben, sensorer eller andet overvågnings og/eller forsvarsudstyr. Et sådant tårn er, uanset hvilket udstyr det er monteret med, en udsat konstruktionsdel, som en eventuel modstander kan forventes at ville forsøge at ramme og uskadeliggøre. For at sikre en god og driftsikker funktion af tårnet og en god beskyttelse af det udstyr, eksempelvis elektrisk og elektronisk udstyr, der er monteret indvendig i tåmelementet, er det vigtigt, at tårnet er fremstillet således, at det i nogen grad kan modstå angreb med forskellige angrebsmidler.
I en anden mulig anvendelse af et fiberkompositemne med indlejret beskyttelse ifølge opfindelsen kan det rørformede fiberkompositemne anvendes som i det mindste en del af en mast, fortrinsvis en mast på et køretøj, hvor masten er en udskydelig teleskopmast omfattende et antal mastesektioner, hvor i det mindste én af mastens sektioner på den del af masten, der er synlige, når masten er udskudt, er helt eller delvist med indlejret ballistisk beskyttelse. Der er i grove træk ikke den store forskel på om der er tale om en mast eller et tårn til et fartøj, men en mast skal i denne situation også opfattes som en enhed, der ikke nødvendigvis er monteret på et fartøj. En mast bestående af et fiberkompositemne med en ballistisk beskyttelse ifølge opfindelsen kan anvendes til forskellige ikke nærmere definerede formål.
En fremgangsmåde til fremstilling af et fiberkompositemne ifølge opfindelsen kan omfatte forskellige varianter og det rørformede fiberkompositemne kan fremstilles med ét første indvendigt lag af forstærkende fibre, hvor dette første lag frembringes ved oplægning af fibre arrangeret i måtter og med et andet lag, der frembringes ved fiberfilamentvikling.
Det er dog også muligt at fremstille det rørformede fiberkompositemne med ét første indvendigt lag af forstærkende fibre, hvor dette lag frembringes ved fiberfilamentvikling og med et andet lag, der frembringes ved oplægning af fibre arrangeret i måtter.
Endelig er det også muligt, at det rørformede fiberkompositemne fremstilles med ét første indvendigt lag af forstærkende fibre, og med et andet lag af forstærkende fibre, hvor i det mindste begge disse lag frembringes ved fiberfilamentvikling.
I denne forbindelse skal begrebet måtter opfattes som et banemateriale af fibre, hvor fibrene eksempelvis er arrangeret i disse måtter i rovings, der strækker sig hovedsageligt i én retning, eller i flere retninger, hvor disse retninger kan være med forskellige vinkler i forhold til hinanden og hvor de omtalte måtter kan være vævede eller syede måtter eller sågar kan være med korte eller lange fibre, der er orienteret tilfældigt i forhold til hinanden. Sådanne måtter kan være med en bredde, der i det væsentlige modsvarer emnets længde, men kan også være smalle måtter i form af bånd med en bredde på eksempelvis 10-200 millimeter, men fortrinsvis med en bredde på 50-100 millimeter, hvor disse bånd vikles på fiberkompositemnet med en teknik, der er sammenlignelig med fiberfilamentvikling med den forskel, at der i disse måtter findes en given andel af fibre, der ikke er orienteret i båndets/rovingens længderetning. Begrebet fiberfilamentvikling skal i denne forbindelse opfattes som en proces, hvor rovings af fibre og/eller vævede eller syede smalle bånd af fibre vikles om en dorn i et givent mønster, hvorved det er muligt at fremstille emner af fibre, hvor fibrene er arrangeret med givne vinkler i forhold til emnets rotationsakse.
Valget af fibermateriale såvel som om fibermaterialet er i rovings, måtter eller bånd kan foretages efter behov og kan kombineres for herved at opnå en optimal styrke, stivhed og ballistisk beskyttelse. Der er således fordele ved anvendelse af måtteformede materialer eksempelvis i form af bånd, idet disse på grund af de forskellige fiberretninger giver en markant mindre påvirkning af konstruktionen, såfremt et skud gennemtrænger den ballistiske beskyttelse. Der opstår således alene en ringe skade, idet udgangshullet netop på grund af de forskellige sammenvævede fibre/fiberretninger ikke breder sig som en revne i konstruktionen, men nærmere forbliver en afgrænset skade, hvorfor selve funktionen af konstruktionen ikke nødvendigvis forstyrres væsentligt. Samtidig er der visse andre fordele ved anvendelsen af eksempelvis fiberrovings og disse fordele kan ifølge opfindelsen uden videre kombineres med fordele ved andre typer af fibre og fibermaterialer.
I en foretrukken variant af en fremgangsmåde til fremstilling af et fiberkompositemne ifølge opfindelsen omfatter fremgangsmåden yderligere trin, hvor et eller flere lag af forstærkende fibre bearbejdes før eller efter arrangering af et eller flere lag af ballistisk beskyttelse. Det er således muligt at fastholde meget snævre tolerancer på fiberkompositemnet, idet man ved bearbejdning kan sikre eksempelvis en ensartet godstykkelse eller overfladekvalitet. Såfremt der indledningsvist vikles fibre om en dom og disse fibre konsolideres med et passende bindemiddel, kan dette delemne bearbejdes til den ønskede kvalitet og den ballistiske beskyttelse kan herefter monteres præcist og med en deraf følgende høj kvalitet og ensartethed. Efter montage af den ballistiske beskyttelse kan denne også bearbejdes, eller der kan umiddelbart påføres endnu et lag af forstærkende fibre. Dette andet lag kan udgøre en primær eller sekundær beskyttelse af fiberkompositemnet i forhold til det første fiberlag, idet laget kan tjene som afstivende og styrkebærende lag, men også kan have en egentlig ballistisk beskyttende effekt.
Opfindelsen angår som nævnt indledningsvist også et fiberkompositemne med indlejret ballistisk beskyttelse fremstillet med en fremgangsmåde som beskrevet herover. Det rørformede fiberkompositemnet ifølge opfindelsen kan med fordel bestå af et indvendig lag af konsoliderede fibre, et eller flere lag af ballistisk beskyttelse fortrinsvis i form af keramiske emner, og yderligere omfatte i det mindste ét yderligere lag af konsoliderede fibre, hvor de nævnte fibre fortrinsvis er glasfibre, kulfibre og/eller aramid fibre, og hvor det færdige og hærdede fiberkompositemne fremstår med bearbejdede flader og/eller kanter, hvor disse bearbejdede flader og/eller kanter er tilpasset for sammenbygning med yderligere konstruktionselementer. Disse fibre kan være konsolideret i lag med en nærmere bestemt tykkelse og der kan være anvendt forskellige former for materialer til fiksering af den ballistiske beskyttelse til disse lag af forstærkende konsoliderede fibre. Der kan eksempelvis anvendes vibrationsdæmpende materiale, hvormed det sikres, at et truffet delelement i den ballistiske beskyttelse ikke påfører skade på hosliggende delelementer.
Der kan som nævnt ovenfor være tale om et rørformet fiberkompositemne, der skal anvendes som et udskydeligt tårn på et militært køretøj. Et sådant tårn er typisk monteret med forskellige installationer indvendigt, og for at tårnet kan føres op og ned i forhold til selve køretøjet er det nødvendigt, at den ydre geometri på tårnet er tilpasset nøjagtigt til den åbning i køretøjet, hvor tårnet er monteret. Denne mulighed for at tilpasse fiberkompositemnets indvendige og udvendige geometri såvel som udformningen på emnets kanter er i høj grad til stede, idet et sådant fiberkompositemne let og ubesværet kan maskinbearbejdes såvel som bearbejdes manuelt, således at der opnås den ønskede geometri.
I en variant af et fiberkompositemne ifølge opfindelsen kan den ballistiske beskyttelse udgøres af keramiske emner med en tykkelse, en bredde og en længde, hvor i det mindste længden er to eller flere gange større end bredden. Det er dog også muligt at føre opfindelsen ud i livet under anvendelse af keramiske emner, der er mere eller mindre kvadratiske eller med en anden formgivning, der ikke er langstrakt. Der kan eksempelvis anvendes kantede emner såvel som emner med konkave og konvekse sideflader og selvfølgelig kombinationer heraf.
I en foretrukken udførelsesform af et fiberkompositemne med indlejret ballistisk beskyttelse ifølge opfindelsen kan den ballistiske beskyttelse omfatte et eller flere lag af keramiske stave, hvor disse stave er arrangeret og fortrinsvis fikseret til et første lag af fiberkomposit, hvor de nævnte keramiske stave er arrangeret direkte eller indirekte og hosliggende og eventuelt i forlængelse af hinanden med forskudte samlinger på det nævnte første lag af fiberkomposit. Sådanne keramiske stave eller emner kan være arrangeret på både langs og på tværs af fiberkompositemnets længdeakse. Eksempelvis kan de keramiske emner udgøres af lange stave med en tykkelse og en bredde på cirka 25 millimeter og med en længde på op til 500 millimeter eller mere, hvor disse stave er med to modstående og i det væsentlige parallelle flader og med to andre flader, hvor disse flader er vinklet således, at et tværsnit af et keramisk emne fremstår med et keglestubformet tværsnit. Der kan som nævnt være tale om keramiske stave eller emner, der er formgivet til primært at arrangeres i omkredsretningen på det rørformede fiberkompositemne såvel som i emnets længderetning.
For at forbedre den ballistiske beskyttelse kan et fiberkompositemne med indlejret ballistisk beskyttelse ifølge opfindelsen være udført således, at den ballistiske beskyttelse omfatter to eller flere lag af keramiske emner, hvor de enkelte keramiske emner i de enkelte lag fortrinsvis er arrangeret med et overlap i forhold til keramiske emner i et andet lag. Der opnås således en endnu bedre sikkerhed, idet et givent lokalt område på et sådant fiberkompositemne kan modstå endnu flere skud inden den ballistiske beskyttelse i form af de keramiske emner brydes af de nævnte skud.
Kort beskrivelse af tegningen
Opfindelsen beskrives i der følgende nærmere under henvisning til tegningen, hvor
Fig. 1 Viser tværsnit af et fiberkompositemne med ballistisk beskyttelse, hvor der endnu kun er et indvendigt lag af forstærkende fibre.
Fig. 2 Viser tværsnit af et fiberkompositemne med ballistisk beskyttelse.
Fig. 3 Viser tværsnit af et fiberkompositemne med to lag af ballistisk beskyttelse.
Detaljeret beskrivelse af opfindelsen
I fig. 1 ses to forskellige snittegninger af et fiberkompositemne 1 med ballistisk beskyttelse. Et billede, der viser et gennemskåret emne 1 set fra enden, og et der viser det samme gennemskåme emne 1 fra siden. Inderst i fiberkompositemnet 1 ses et første lag 2 af forstærkende fibre. Dette fiberlag 2 kan med fordel være opbygget ved fiberfilamentvikling, men kan også være frembragt ved oplægning og konsolidering af måt ter af fibre. Udvendigt på dette fiberlag 2 ses et antal keramiske emner 3, der udgør den ballistiske beskyttelse. Disse keramiske emner 3 er fremstillet af kendte materialer til dette formål. I denne variant af opfindelsen er der arrangeret et antal af de keramiske emner 3 side om side i fiberkompositemnets længderetning, idet figuren viser et fiberkompositemne 1, der er rotations symmetrisk om længdeaksen 4. Disse keramiske emner 3 kan fikseres til fiberlaget 2 under anvendelse af forskellige ikke nærmere definerede typer af klæber eller lim. Som det fremgår af fig. 1 er de keramiske emner 3 arrangeret tæt side om side for at give den nødvendige støtte og stabilitet i konstruktionen.
De keramiske emner 3 er her vist med to parallelle flader - en flade der vender mod fiberlaget 2 og en anden flade der vender væk fra det første fiberlag 2. De to øvrige sider er tilvirket med et smig modsvarende til den del emnet 3 fylder på periferien af fiberlaget 2. Det er således muligt at opnå en tilstrækkelig og god tolerance imellem de enkelte keramiske emner 3. For at opnå en optimal tolerance kan det være nødvendigt at bearbejde den udvendige flade på fiberlaget 2 således, at diameteren præcist modsvarer det smig, der er på de keramiske elementers sideflader. I den viste variant er de keramiske emner 3 i fuld længde, men de kan uden videre og i visse konstruktioner med fordel være kortere og med en stødsamling i længderetningen, således at to eller flere keramiske emner 3 er arrangeret i en række.
I fig. 2 ses et fiberkompositemne 1 som i fig. 1, men her med det andet fiberlag 5 arrangeret uden på laget af keramiske emner 3. Forud for at dette fiberlag 5 arrangeres kan der være foretaget en bearbejdning af den udvendige overflade på de hosliggende keramiske emner 3, hvorved der kan opnås et mere cirkulært emne, idet overfladen ellers fremstår som en mangekant. Når det andet fiberlag 5 er dannet og konsolideret kan også dette fiberlag såvel som enderne af fiberkompositemnet 1 bearbejdes og tilpasses i forhold til de aktuelle krav og ønsker.
Endelig ses i fig. 3 en variant af et fiberkompositemne 1 med ballistisk beskyttelse, hvor der er arrangeret yderligere et lag af keramiske emner 6. Disse keramiske emner 6 er her vist som emner, der er arrangeret på tværs af de tidligere omtalte keramiske emner 3. I den viste variant er der tale om keramiske emner 6, med et rekangulært tværsnit og med en krumning svarende til den udvendige diameter på det første lag af keramiske emner 3. I en sådan variant kan der foretages en bearbejdning af det første lag af keramiske emner 3, således at krumningen på det første lag og det andet lag passer perfekt sammen. Alternativt kan der mellem de to lag være et udlignende lag, der 5 optager overfaldne unøjagtigheder. Uden på det andet lag af keramiske emner 6 er der som også vist i fig. 2 et andet og forstærkende fiberlag 5.
Fibrene i såvel det første lag 2 og i det andet lag 5 kan være af samme type, men der kan anvendes forskellige fibertyper og fibre der er arrangeret i rovings, i forskellige 10 typer af måtter alt efter hvilke egenskaber der efterspørges både med hensyn til ballistisk beskyttelse og til stivhed og styrke i konstruktionen i øvrigt.
π

Claims (11)

  1. PATENTKRAV
    1. Fremgangsmåde til fremstilling af et rørformet fiberkompositemne, hvor fremgangsmåden i det mindste omfatter følgende trin: arrangering af et første lag af forstærkende fibre og arrangering af mindst et andet lag af forstærkende fibre, hvor disse fibre er konsolideret med et bindemiddel, kendetegnet ved, at fremgangsmåden yderligere omfatter følgende trin: arrangering af i det mindste ét lag ballistisk beskyttelse, fortrinsvis bestående af keramiske emner, hvor den ballistiske beskyttelse er indlejret mellem det første lag af forstærkende fibre og nævnte i det mindste ene andet lag af forstærkende fibre, hvor i det mindste ét lag af de forstærkende fibre arrangeres ved fiberfilamentvikling.
  2. 2. Fremgangsmåde til fremstilling af et fiberkompositemne ifølge krav 1, kendetegnet ved, at det rørformede fiberkompositemne fremstilles med ét første indvendigt lag af forstærkende fibre, hvor dette første lag frembringes ved oplægning af fibre arrangeret i måtter og med et andet lag, der frembringes ved fiberfilamentvikling.
  3. 3. Fremgangsmåde til fremstilling af et fiberkompositemne ifølge krav 1, kendetegnet ved, at det rørformede fiberkompositemne fremstilles med ét første indvendigt lag af forstærkende fibre, hvor dette lag frembringes ved fiberfilamentvikling og med et andet lag, der frembringes ved oplægning af fibre arrangeret i måtter.
  4. 4. Fremgangsmåde til fremstilling af et fiberkompositemne ifølge krav 1, kendetegnet ved, at det rørformede fiberkompositemne fremstilles med ét første indvendigt lag af forstærkende fibre, og med et andet lag af forstærkende fibre, hvor i det mindste begge disse lag frembringes ved fiberfilamentvikling.
  5. 5. Fremgangsmåde til fremstilling af et fiberkompositemne ifølge et hvilket som helst af kravene 1 til 4, kendetegnet ved, at fremgangsmåden yderligere omfatter trin, hvor et eller flere lag af forstærkende fibre bearbejdes før eller efter arrangering af et eller flere lag af ballistisk beskyttelse.
  6. 6. Fiberkompositemne med indlejret ballistisk beskyttelse fremstillet med en fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af kravene 1 til 5, hvor det rørformede fiberkompositemnet består af et indvendig lag af konsoliderede fibre, et eller flere lag af ballistisk beskyttelse fortrinsvis i form af keramiske emner, og yderligere omfatter i det mindste ét yderligere lag af konsoliderede fibre, hvor de nævnte fibre fortrinsvis er glasfibre, kulfibre og/eller aramidfibre, kendetegnet ved, at det færdige og hærdede fiberkompositemne fremstår med bearbejdede flader og/eller kanter, hvor disse bearbejdede flader og/eller kanter er tilpasset for sammenbygning med yderligere konstruktionselementer.
  7. 7. Fiberkompositemne med indlejret ballistisk beskyttelse ifølge krav 6, kendetegnet ved, at den ballistiske beskyttelse udgøres af keramiske emner med en tykkelse, en bredde og en længde, hvor i det mindste længden er to eller flere gange større end bredden.
  8. 8. Fiberkompositemne med indlejret ballistisk beskyttelse ifølge et hvilket som helst af kravene 6 til 7, kendetegnet ved, at den ballistiske beskyttelse omfatter et eller flere lag af keramiske stave, hvor disse stave er arrangeret og fortrinsvis fikseret til et første lag af fiberkomposit, hvor de nævnte keramiske stave er arrangeret direkte eller indirekte og hosliggende og eventuelt i forlængelse af hinanden med forskudte samlinger på det nævnte første lag af fiberkomposit.
  9. 9. Fiberkompositemne med indlejret ballistisk beskyttelse ifølge et hvilket som helst af kravene 6 til 8, kendetegnet ved, at den ballistiske beskyttelse omfatter to eller flere lag af keramiske emner, hvor de enkelte keramiske emner i de enkelte lag fortrinsvis er arrangeret med et overlap i forhold til keramiske emner i et andet lag.
  10. 10. Anvendelse af et fiberkompositemne med indlejret beskyttelse ifølge et hvilket som helst af kravene 6 til 9, kendetegnet ved, at det rørformede fiberkompositemne anvendes som et tårn på et køretøj, fortrinsvist et tårn, der er indrettet med midler til hævning og sænkning af tårnet, hvor der på tårnet er monteret et våben, sensorer eller andet overvågnings og/eller forsvarsudstyr.
  11. 11. Anvendelse af et fiberkompositemne med indlejret beskyttelse ifølge et hvilket som helst af kravene 6 til 9, kendetegnet ved, at det rørformede fiberkompositemne anvendes som i det mindste en del af en mast, fortrinsvis en mast på et køretøj, hvor masten er en udskydelig teleskopmast omfattende et antal mastesektioner, hvor i 5 det mindste én af mastens sektioner på den del af masten, der er synlige, når masten er udskudt, er helt eller delvist med indlejret ballistisk beskyttelse.
    1/3
    Figure DK179470B1_C0001
    Figure DK179470B1_C0002
    Figure DK179470B1_C0003
DKPA201070022A 2010-01-25 2010-01-25 Rørformet emne med ballistisk beskyttelse DK179470B1 (da)

Priority Applications (11)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DKPA201070022A DK179470B1 (da) 2010-01-25 2010-01-25 Rørformet emne med ballistisk beskyttelse
CA2727776A CA2727776A1 (en) 2010-01-25 2011-01-24 Pipe-shaped product with ballistic protection
IL210831A IL210831A0 (en) 2010-01-25 2011-01-24 Pipe-shaped product with ballistic protection
DE102011009208A DE102011009208A1 (de) 2010-01-25 2011-01-24 Röhrenförmiges Produkt mit ballistischem Schutz
GB1101448.7A GB2481271B (en) 2010-01-25 2011-01-24 Pipe-shaped product with ballistic protection
SE1100050A SE1100050A1 (sv) 2010-01-25 2011-01-24 Rörformig produkt med ballistiskt skydd
FR1100210A FR2968756B1 (fr) 2010-01-25 2011-01-25 Produit en forme de tube avec protection balistique
ES201100069A ES2528326B1 (es) 2010-01-25 2011-01-25 Método para fabricar un producto con protección balística, producto realizado según dicho método, y sus usos
AU2011200598A AU2011200598B2 (en) 2010-01-25 2011-01-25 Pipe-Shaped product with Ballistic Protection
FI20110019A FI130072B (fi) 2010-01-25 2011-01-25 Putkimainen tuote, jossa on ballistinen suoja
US12/803,041 US20120210860A1 (en) 2010-01-25 2011-01-25 Pipe-shaped product with ballistic protection

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DKPA201070022A DK179470B1 (da) 2010-01-25 2010-01-25 Rørformet emne med ballistisk beskyttelse

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DK201070022A DK201070022A (da) 2011-07-26
DK179470B1 true DK179470B1 (da) 2018-11-22

Family

ID=43528488

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DKPA201070022A DK179470B1 (da) 2010-01-25 2010-01-25 Rørformet emne med ballistisk beskyttelse

Country Status (11)

Country Link
US (1) US20120210860A1 (da)
AU (1) AU2011200598B2 (da)
CA (1) CA2727776A1 (da)
DE (1) DE102011009208A1 (da)
DK (1) DK179470B1 (da)
ES (1) ES2528326B1 (da)
FI (1) FI130072B (da)
FR (1) FR2968756B1 (da)
GB (1) GB2481271B (da)
IL (1) IL210831A0 (da)
SE (1) SE1100050A1 (da)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102896782B (zh) * 2011-07-29 2014-12-24 深圳光启高等理工研究院 一种介质基板的制备方法
BR102020025863A2 (pt) * 2020-12-17 2022-06-28 Coplatex Indústria E Comércio De Tecidos Ltda Disposição construtiva em compósito balístico
CN115096139A (zh) * 2022-07-15 2022-09-23 北京航天凯恩新材料有限公司 高适应性防弹板及其制造方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3002534A (en) * 1956-10-29 1961-10-03 Reinhold Engineering & Plastic Reinforced thermoplastics
US3230981A (en) * 1963-03-19 1966-01-25 Whittaker Corp Filament wound structure and method of making same
US6408733B1 (en) 2000-02-14 2002-06-25 William J. Perciballi Ceramic armor apparatus for multiple bullet protection
GB2391600B (en) * 2001-04-27 2005-09-21 Fiberspar Corp Buoyancy control systems for tubes
US20050188831A1 (en) * 2003-07-11 2005-09-01 Us Global Nanospace, Inc. Ballistic resistant turret and method of making same
FR2871215B1 (fr) * 2004-06-04 2007-08-17 Epsilon Composite Sarl Sarl Procede de fabrication d'un tube en materiau composite de grande raideur, et tube obtenu
CA2595837A1 (en) * 2004-12-08 2006-08-10 Armordynamics, Inc. Methods and apparatus for providing ballistic protection
ATE537718T1 (de) 2007-04-18 2012-01-15 Dsm Ip Assets Bv Verfahren zur herstellung eines fasergewickelten gekrümmten produkts und daraus gewonnenes produkt
GB2451357B (en) * 2008-09-04 2009-10-14 Global Composites Group Ltd Ceramic Armour

Also Published As

Publication number Publication date
IL210831A0 (en) 2011-12-01
FI20110019L (fi) 2011-07-26
FR2968756A1 (fr) 2012-06-15
DE102011009208A1 (de) 2013-06-27
AU2011200598A1 (en) 2011-08-18
ES2528326R1 (es) 2015-02-19
ES2528326A2 (es) 2015-02-06
ES2528326B1 (es) 2015-11-30
US20120210860A1 (en) 2012-08-23
CA2727776A1 (en) 2011-07-25
FI130072B (fi) 2023-01-31
SE1100050A1 (sv) 2011-07-26
DK201070022A (da) 2011-07-26
GB2481271A (en) 2011-12-21
GB201101448D0 (en) 2011-10-05
FR2968756B1 (fr) 2015-12-25
GB2481271B (en) 2014-04-02
FI20110019A0 (fi) 2011-01-25
AU2011200598B2 (en) 2015-01-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8424442B2 (en) Tile grid substructure for pultruded ballistic screens
RU2668488C2 (ru) Пуленепробиваемый материал (варианты), объединяющий тканые или нетканые композиты
US20050211082A1 (en) Fabrics, tows of continuous filaments and strands for forming layers of reinforcement for a composite element with a resin matrix
JP2019081361A (ja) 繊維強化材パネルを製造するためのモジュラー金型および繊維強化材パネルの製造方法
Salman et al. Ballistic impact resistance of plain woven kenaf/aramid reinforced polyvinyl butyral laminated hybrid composite
US10113824B2 (en) Composite projectile barrel
AU2012267563B2 (en) Enhanced ballistic protective system
DK179470B1 (da) Rørformet emne med ballistisk beskyttelse
EP2892669B1 (en) Fan case ballistic liner and method of manufacturing same
EP2946164B1 (en) High density, high dry-resin content fabric for rigid composite ballistic armor
US20120325076A1 (en) Composite Armor
CN104154819B (zh) 聚乙烯复合防弹头盔
KR20150003471A (ko) 방탄용 복합재료 및 이를 이용하여 제조된 방탄헬멧
US20120177870A1 (en) Ballistic materials
KR101247948B1 (ko) 장갑차량용 층상이종장갑재
CN110375583B (zh) 一种缓冲式防弹方法、防弹复合板
CN104236394A (zh) 装甲板、制造装甲板的方法及装甲装备
CN115847937A (zh) 一种轻量化装甲及其制备方法
CN212205823U (zh) 一种轻质非金属迷彩伪装防弹盾体
EP1947414A1 (en) Anti-ballistic protective structure
Rodríguez Vara Numerical analysis of the ballistic behaviour on aramid aircraft structure
RU2579585C1 (ru) Защитный композитный материал
KR101126159B1 (ko) 연쇄상 다층 구조 방탄재료 및 방탄복
CN117858803A (zh) 生产复合耐性材料的方法和由此获得的耐性材料
KR20220138854A (ko) 방폭 패널

Legal Events

Date Code Title Description
PME Patent granted

Effective date: 20181122