EA019168B1

EA019168B1 - Способ изготовления снарядонепробиваемой и пуленепробиваемой конструкции и снарядонепробиваемая и пуленепробиваемая конструкция

Info

Publication number: EA019168B1
Application number: EA201100550A
Authority: EA
Inventors: Козимо Кьоффи
Original assignee: Козимо Кьоффи
Priority date: 2008-10-29
Filing date: 2009-10-28
Publication date: 2014-01-30
Also published as: CN102203543B; AP3133A; AU2009309412A1; AR074181A1; CY1113925T1; IL212455A; BRPI0920182A2; EP2350554A1; IT1391230B1; JP2012507683A; ES2402872T3; MX2011004422A; PL2350554T3; HRP20130281T1; DK2350554T3; RS52722B; MY155062A; US20110232470A1; US8968616B2; SMT201300039B

Abstract

Изобретение относится к способу изготовления снарядонепробиваемой и пуленепробиваемой конструкции (18), содержащей первый внутренний слой (19), обладающий высокой стойкостью против удара снаряда или пули, и, по меньшей мере, второй внешний проницаемый слой (20), обладающий относительно низкой температурой плавления, что обеспечивает возможность его плавления при ударе снаряда или пули, удерживая снаряд или пулю и предотвращая их рикошет.

Description

(57) Изобретение относится к способу изготовления снарядонепробиваемой и пуленепробиваемой конструкции (18), содержащей первый внутренний слой (19), обладающий высокой стойкостью против удара снаряда или пули, и, по меньшей мере, второй внешний проницаемый слой (20), обладающий относительно низкой температурой плавления, что обеспечивает возможность его плавления при ударе снаряда или пули, удерживая снаряд или пулю и предотвращая их рикошет.

019168 Β1

Область техники

Данное изобретение относится к способу изготовления снарядонепробиваемых и пуленепробиваемых конструкций как для самозащиты, например бронежилеты, так и для обеспечения бронированной обшивки, например защитных панелей для транспортных средств, сооружений и боевого снаряжения.

В частности, способ относится к изготовлению снарядонепробиваемой и пуленепробиваемой конструкции, снабженной прочным внутренним слоем и внешней противорикошетной оболочкой, изготовленной, например, из пластмассовых материалов, таких как полимеры, эластомеры и вспененные материалы.

Уровень техники

Конструкция известна из ΕΙΆ2005210, выданной на имя автора данного изобретения.

Подробное описание изобретения

Целью данного изобретения является получение снарядонепробиваемой и пуленепробиваемой конструкции, имеющей однородные свойства и высокое соотношение сопротивления проникновению к массе, способной выдерживать повторяющиеся выстрелы, даже если они сконцентрированы на ограниченной площади конструкции, без пробивания конструкции и, в любом случае, не вызывая чрезмерных травм потребителя вследствие деформации конструкции на стороне, противоположной попаданию снаряда или пули, которая обычно находится в контакте с телом потребителя (например, в случае бронежилетов).

Дополнительной целью является получение снарядонепробиваемой и пуленепробиваемой конструкции, которая является стойкой к старению под воздействием атмосферных условий, резких изменений температуры и агрессивной окружающей среды.

Еще одной целью является обеспечение возможности получения конструкций определенной формы для изготовления высокопрочных защитных панелей для бронирования транспортных средств и самолетов.

Отличительные признаки и преимущества данного изобретения очевидны из приведенного в качестве примера и, таким образом, неограничивающего описания предпочтительного, но не исключительного воплощения изобретения, проиллюстрированного сопровождающими чертежами, где:

на фиг. 1 и 1а, 1Ь показаны соответственно фронтальный вид, вид сверху и вид справа пластины, составляющей прочный слой снарядонепробиваемой и пуленепробиваемой конструкции по изобретению;

на фиг. 2 и 2а, 2Ь показаны соответственно фронтальный вид, вид сверху и вид справа пластины, составляющей прочный слой снарядонепробиваемой и пуленепробиваемой конструкции в соответствии со вторым воплощением изобретения;

на фиг. 3а, 3Ь и 3с показаны соответственно фронтальные виды передней половины и задней половины оформляющей полости, а также вид в поперечном сечении первой пресс-формы для изготовления промежуточной сборной детали снарядонепробиваемой и пуленепробиваемой конструкции по изобретению;

на фиг. 4а, 4Ь и 4с показаны соответственно фронтальные виды передней половины и задней половины оформляющей полости, а также вид в поперечном сечении второй пресс-формы для изготовления промежуточной сборной детали снарядонепробиваемой и пуленепробиваемой конструкции по изобретению;

на фиг. 5а, 5Ь показаны соответственно фронтальный вид и поперечное сечение снарядонепробиваемой и пуленепробиваемой конструкции по изобретению;

на фиг. 6а, 6Ь показаны соответственно фронтальный вид и поперечное сечение снарядонепробиваемой и пуленепробиваемой конструкции в соответствии со вторым воплощением изобретения;

на фиг. 7 схематически показан защищающий от взрывов щиток по изобретению;

на фиг. 8 показан пример конструкции по изобретению в виде панелей для бронирования зданий;

на фиг. 9 и 10 показан пример конструкции по данному изобретению в виде деталей вертолета и самолета соответственно;

на фиг. 11 и 12 показано соответственно другое воплощение конструкции по изобретению в аксонометрии и в поперечном сечении.

Далее со ссылкой на сопровождающие чертежи описана снарядонепробиваемая и пуленепробиваемая конструкция, включающая внутренний прочный слой и наружную противорикошетную оболочку 20.

В предпочтительном воплощении прочный слой включает пластину 1, изготовленную из стали, предпочтительно термообработанной стали, отлитую в форме, которая является выпуклой в направлении поверхности соударения со снарядом или пулей 30, и предпочтительно усиленную, по меньшей мере, на этой же поверхности, поперечинами из армирующих колец 21.

Способ включает стадии размещения пластины 1 в первом формовочном гнезде 9, ограниченном двумя половинами 7 и 8 оформляющей полости, образованными в полусекциях 6, 5 пресс-формы для литья под давлением, и удерживания пластины на заданном расстоянии, по меньшей мере, от стенки задней половины 7 оформляющей полости, чтобы создать свободное пространство между пластиной 1 и половиной 7 оформляющей полости, соответствующее поверхности соударения со снарядом или пулей.

- 1 019168

Предпочтительно установка для формования представляет собой тип установки с перекидным или ножницеобразным запорным элементом и с усилием закрытия примерно от 500 до 3000 т, в зависимости от размеров и прочности конечного продукта.

Кроме того, применяемая пресс-форма предпочтительно представляет собой двухгнездовую прессформу с двумя половинами 7, 8 оформляющих полостей.

Предпочтительно пластина 1 удерживается на месте магнитами 24, расположенными так, чтобы обеспечивать контакт пластины с задней половиной 5 оформляющей полости, и, возможно, пуансонами 23, расположенными на углах передней половины 7 оформляющей полости и выполненными с возможностью прижима вставляемой пластины 1, в противодействие пружинным элементам 31, представляющим собой, например, блок из эластомерного материала.

Предпочтительно одна или обе половины 7, 8 оформляющей полости имеют ряд углублений 27, расположенных по краям, а также по центру, по меньшей мере, на задней стороне и соединенных каналами 29, также сформированными в одной или обеих половинах 7,8 оформляющей полости.

После того как пластина 1 помещена в половину 8 оформляющей полости, две половины оформляющей полости закрывают путем их совмещения с образованием формовочного гнезда 9.

В этот момент начинают стадию совместного формования путем впрыска в указанное первое гнездо 9 через форсунки 22 первого термопластичного материала 15, который вводят под давлением, чтобы заполнить зазор с задней стороны пластины, углубления 27 и каналы 29.

Преимущественно пластина 1 может быть снабжена отбортованными краями 2, что дает возможность с точностью определять свободное пространство, которое следует заполнить термопластичным материалом 15.

По завершении впрыска получают промежуточную сборную деталь 16, состоящую из пластины 1, слоя термопластичного материала 15, расположенного на передней стороне пластины, и выступов 17, 19, распределенных на одной или на обеих поверхностях сборной детали 16 и на ее краях, в соответствии с углублениями 27, 29 оформляющей полости.

Согласно способу используемый термопластичный материал представляет собой термоплавкий полимер, содержащий повышающую стойкость к проникновению добавку, например стекловолокно, металлические волокна или другие добавки, а также, возможно, тальк.

Следует понимать, что для повышения стойкости к проникновению можно использовать и другие добавки.

Предпочтительно впрыск в пресс-форму осуществляют посредством литья под давлением при температуре примерно от 240 до 280°С и давлении Р1 в камере впрыска примерно от 4,5 до 7,0 МПа (от 45 до 70 бар).

После получения промежуточной сборной детали 16 половины оформляющей полости можно раскрыть, и промежуточную сборную деталь 16 можно вставить во второе формовочное гнездо 14, состоящее из двух, передней и задней, половин 12, 13 оформляющей полости, образованных в половинах 11, 10 корпуса пресс-формы для литья под давлением.

Благодаря наличию выступов 17, 19 сборная деталь 16 удерживается на заданном расстоянии от стенок половин 12, 13 оформляющей полости, что обеспечивает создание свободного пространства, окружающего, по существу, всю промежуточную сборную деталь.

После того как половины 12, 13 оформляющей полости сомкнуты, в способе предусматривают впрыск второго термопластичного материала в указанное второе гнездо 14 через форсунки 25, который осуществляют до получения сцепления промежуточной сборной детали со второй отливкой из термопластичного материала.

После завершения впрыска получают конструкцию 18, содержащую прочную промежуточную сборную деталь16, полностью покрытую оболочкой из термопластичного материала 20.

В предпочтительном воплощении второе гнездо для впрыска выполнено с возможностью вмещения двух или более промежуточных сборных деталей (фиг. 6), чтобы создать еще более прочную конструкцию 40.

Преимущественно, когда конструкцию применяют для бронирования корпуса транспортного средства, можно также наносить внешний слой 41 из алюминия (фиг. 6а), что является полезным как для повышения прочности, так и для завершения формирования корпуса.

На фиг. 8 схематически показано возможное расположение бронирующих панелей 42 (например, для нанесения на здания), полученных с помощью конструкции по изобретению.

Преимущественно панели 42 снабжены отверстиями 44 для винтов или болтов, проходящих насквозь и предназначенных для закрепления вторых перекрывающих панелей 43, с целью увеличения прочности в точках контакта между соседними панелями 42.

На фиг. 9 и 10 схематически представлены вертолет и самолет соответственно, у которых некоторые части корпуса показаны в разобранном виде (46 - боковая дверца; 47 - днище кабины; 48 - хвост; 51 крыша; 50 - передняя часть), и они составляют примерный перечень частей корпуса летательного аппарата, которые можно бронировать с помощью конструкции по изобретению.

На фиг. 11 и 12 изображено предпочтительное воплощение конструкции, снабженной рядом при

- 2 019168 дающих жесткость поперечных деталей 50, присоединенных к пластине 1, например, с помощью сварки на стороне, противоположной армирующим кольцам 21 и под прямым углом к ним.

В соответствии со способом термопластичный материал представляет собой термоплавкий полимер, содержащий противорикошетную добавку, такую как, например, каучук.

Следует понимать, что для улучшения способности охватывать снаряд или пулю и предотвращать их рикошет можно использовать и другие добавки.

Кроме того, можно применять самогасящие и огнестойкие материалы.

Предпочтительно термопластичные материалы, используемые для двух впрысков, включают одинаковую или аналогичную матрицу (например, матрицы из одного и того же полимера), чтобы увеличить прочность поверхности раздела.

Предпочтительно второй впрыск осуществляют в пресс-форму для литья под давлением при температуре Т2, которая ниже, чем Т1, и составляет примерно от 240 до 270°С, и при давлении Р2 в камере впрыска, которое ниже, чем Р1, и составляет примерно от 3,2 до 5,0 МПа (от 32 до 50 бар).

При таком выборе условий в отношении температуры и давления для второго впрыска преимущественно получают оптимальную адгезию на поверхности раздела между двумя слоями термопластичного материала, который последовательно впрыскивают и расплавляют под воздействием тепла, однако без снижения качества первого введенного слоя.

Первым преимуществом является способность полученной таким образом конструкции поглощать удары снарядов или пуль, выпущенных последовательно и близко друг к другу, без ограничений, обычно налагаемых тестами на стойкость к удару, которые предусматривают, например, в случае жилетов, сделанных из кевлара, чтобы выстрелы не попадали в ряд вдоль волокон, но были распределены в соответствии с площадью рассеивания при стрельбе (йге 1сшр1а1с), или в случае жилета, изготовленного из динема (буиета) или керамики, чтобы выстрелы соответствовали площади рассеивания при стрельбе.

Фактически, проведенные испытания показали, что в случае конструкции по изобретению не происходит проникновения в существенной степени, независимо от характера распределения выстрелов, и травмы чрезвычайно ограничены (от 0 до 5 мм).

Также был подтвержден факт, что в случае конструкции по изобретению снаряды или пули, попадающие в конструкцию 18, входят в термопластичный противорикошетный слой 20 и в термопластичный прочный слой 15, и загрузка свинца снаряда или пули имеет тенденцию распределяться по поверхности раздела между пластиной 1 и первым термопластичным слоем.

Таким образом, снаряд или пуля не образуют так называемый гриб, а, напротив, деформируют прочную часть, высвобождая всю кинетическую энергию в точке столкновения, что позволяет избежать возникновения травмы, т.е. деформации конструкции на задней стороне, в контакте с телом потребителя.

Кроме того, было подтверждено, что конструкция по изобретению способна поглощать удар, происходящий от взрыва гранаты (испытывали 40 мм гранаты), и задерживать осколки, образованные при взрыве.

Вторым преимуществом является стойкость к старению под действием атмосферных условий и химических агентов.

Фактически, было обнаружено, что полученная таким образом конструкция сохраняет свою способность препятствовать проникновению также и после интенсивной обработки с целью старения в солевом тумане, и после повторяющихся температурных циклов, при температурах от 65 до -33°С.

Третьим преимуществом является возможность формования конструкций заданной формы для бронирования транспортных средств и судов, например конструкции, полученные в форме частей корпуса транспортных средств, таких как дверцы, днище, кроющие панели, сиденья и т.д.

Четвертым преимуществом является возможность создания конструкций, имеющих форму, подходящую для бронирования зданий или их частей, легко получая полное покрытие защищаемой части.

Дополнительное преимущество заключается в том, что получаемая конструкция является самонесущей, т.е. она не нуждается в дополнительных несущих частях, как, например, защитные структуры из кевлара (Кеу1аг®) и т.п., чтобы ее можно было использовать для получения таких конструкционных элементов, как детали корпуса автомобиля и т.д.

Еще одним преимуществом является предоставляемая изобретением возможность получения изолирующих емкостей того типа, который используют для разгрузки и загрузки огнестрельного оружия и для транспортировки взрывчатых материалов или загрязняющих химических веществ в безопасных условиях.

Только в качестве примера, конструкцию по изобретению можно использовать для изготовления бронированной кобуры (футляра) для оружия. Этот аспект является очень важным, поскольку исключает возможность случайного выпуска снаряда или пули из кобуры (футляра) для оружия.

Дополнительным возможным применением данного изобретения может быть изготовление обуви или ее бронированных частей.

Еще одним преимуществом является предоставляемая изобретением возможность изготавливать бронированные шлемы 28, состоящие из одной или более деталей, или бронированные щитки 26 для применения, например, при взрывных работах.

- 3 019168

В последнем случае щиток 26, схематически показанный на фиг. 7, выполнен из конструкции по изобретению и снабжен щелями 27, позволяющими оператору видеть через них, но препятствующими прохождению осколков в случае взрыва.

В соответствии с еще одним аспектом данного изобретения снарядонепробиваемая и пуленепробиваемая конструкция может включать прочный слой, например пластину вышеописанного типа, на которую нанесен (предпочтительно после стадии очистки поверхности) слой грунтовочного раствора, а затем один или более противорикошетных слоев полимерного материала.

При этом решении полимерные слои прилегают к прочному слою за счет действия применяемого грунтовочного раствора, и они могут быть залиты в пресс-форму, а не введены в нее под давлением.

Согласно еще одному аспекту изобретения, как это схематически показано на фиг. 13, конструкции 36 могут быть соединены посредством двойных С-образных соединений 38, к которым две конструкции 36 могут быть прикреплены винтами 39.

Предпочтительно конструкции 36 имеют переменную толщину 37, в соответствии с перекрывающейся областью соединения, для обеспечения однородной внешней толщины.

В данном воплощении конструкция 36 является особенно полезной для формирования панелей для бронирования транспортных средств или стен.

Предлагаемое таким образом изобретение может также иметь многочисленные модификации и варианты, которые попадают в область изобретательского замысла; кроме того, все части можно заменить технически эквивалентными элементами.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ изготовления снарядонепробиваемой и пуленепробиваемой конструкции, содержащей внутренний прочный слой и внешнюю противорикошетную оболочку, включающий следующие стадии:

размещение прочного слоя в первом формовочном гнезде пресс-формы для литья под давлением и удерживание этого прочного слоя на заданном расстоянии по меньшей мере от одной стенки гнезда, чтобы создать свободное пространство, соответствующее, по меньшей мере, поверхности соударения со снарядом или пулей;

впрыск первого термопластичного материала при повышенных температуре Т1, составляющей от 240 до 280°С, и давлении Р1, составляющем от 4,5 до 7,0 МПа (от 45 до 70 бар), в указанное первое гнездо, причем указанный первый материал содержит полимерную матрицу с введенной в нее, по меньшей мере, прочной добавкой, чтобы получить сцепление прочного слоя с первой отливкой из термопластичного материала в промежуточной сборной детали;

размещение промежуточной сборной детали, состоящей из указанного прочного слоя и первой отливки, во втором формовочном гнезде пресс-формы для литья под давлением и удерживание указанной сборной детали на заданном расстоянии от стенок второго гнезда для создания свободного пространства, по существу, окружающего промежуточную сборную деталь;

впрыск второго термопластичного материала при температуре Т2, составляющей от 240 до 270°С, и давлении Р2, составляющем от 3,2 до 5,0 МПа (от 32 до 50 бар), которые ниже температуры Т1 и давления Р1 впрыска первого термопластичного материала, в указанное второе гнездо, причем указанный второй материал содержит полимерную матрицу, чтобы получить сцепление промежуточной сборной детали со второй отливкой из термопластичного материала.
2. Способ по п.1, в котором указанный прочный слой содержит изогнутую стальную пластину с армирующим кольцом.
3. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором указанную операцию удерживания прочного слоя на заданном расстоянии от стенки первого гнезда осуществляют посредством размещения разделительных элементов.
4. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором указанную операцию удерживания промежуточной сборной детали на заданном расстоянии от стенки второго гнезда осуществляют посредством разделительных элементов, образованных на указанной промежуточной сборной детали при указанном первом впрыске.
5. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором по меньшей мере одно из указанных формовочных гнезд представляет собой двухгнездовую оформляющую полость пресс-формы.
6. Снарядонепробиваемая и пуленепробиваемая конструкция, полученная способом по любому из пп.1-5, выполненная в форме самонесущей детали, такой как дверь, или крыша, или днище, кузова транспортного средства или боевого транспортного средства.
7. Снарядонепробиваемая и пуленепробиваемая конструкция, полученная способом по любому из пп.1-5, выполненная в форме защитного щитка, включающего конструкцию по изобретению и снабженного щелями, чтобы обеспечить возможность обзора оператору, но исключить проникновение осколков, в случае взрыва.
8. Снарядонепробиваемая и пуленепробиваемая конструкция, полученная способом по любому из пп.1-5, выполненная в форме емкости для хранения огнестрельного оружия или взрывчатых веществ,

- 4 019168 например кобура или футляр для огнестрельного оружия.
9. Снарядонепробиваемая и пуленепробиваемая панель-обшивка строения, включающая распределенные конструкции, полученные способом по любому из пп.1-5, где указанные конструкции частично перекрываются так, что прочные слои конструкций полностью покрывают часть строения.
10. Снарядонепробиваемый и пуленепробиваемый бронежилет, отличающийся тем, что он содержит конструкцию, полученную способом по любому из пп.1-5.