ITMI962183A1

ITMI962183A1 - Blindatura

Info

Publication number: ITMI962183A1
Application number: IT96MI002183A
Authority: IT
Inventors: Vernon Peregrin Joynt
Original assignee: Denel Pty Ltd
Priority date: 1995-10-25
Filing date: 1996-10-22
Publication date: 1998-04-22
Also published as: GB2306630A; GB2306630B; DE19643757B4; FR2741708A1; CA2188604C; FR2741708B1; GB9622041D0; IT1290424B1; DE19643757A1; US5905225A; CA2188604A1

Description

DESCRIZIONE dell' invenzione industriale

Questa invenzione si riferisce ad un primo aspetto di questa invenzione, viene realizzato un kit di sovrabl indatura da usarsi nel proteggere una zona protetta dietro una base contro una mina terrestre del tipo che forma da sola frammenti (anche nota nel campo dell'invenzione quale mina terrestre del tipo a pallottola) , il kit di sovrablindatura comprendendo una piastra di usura esterna,

una piastra di arresto interna di un materiale avente una duttilità di almeno circa l'8%;

uno strato assorbente di impatto intermedio di un materiale selezionato dal gruppo consistente di un materiale ceramico, un materiale refrattario, un materiale a base di vetro e vetro; la piastra di usura, lo strato assorbente di impatto e la piastra di arresto essendo collegate insieme in detto ordine per formare una costruzione a sandwich.

Lo strato assorbente . di .impatto è di un materiale non metallico generalmente fragile duro e può comprendere un minerale di silice-allumina, ossido di alluminio, un materiale composito comprendente un componente fibroso quale una matrice di ossido metallico e carbonio oppure fibre di vetro o "whiskers" di ossido metallico oppure altro materiale fibroso. Un materiale composito può comprendere limitate quantità' di componenti metallici. Perciò il termine "materiale generalmente non metallico" . deve essere interpretato di conseguenza, vale a dire per consentire a quantità limitate di materiale metallico di essere incluse.

Un kit di sovrablindatura secondo l'invenzione è atteso essere applicato a veicoli terrestri in particolare, ma anche ad imbarcazioni, aeroplani ed altre strutture-.

L'invenzione è attesa trovare applicazione commerciale con lo sviluppo di corpi che mantengono la pace, nelle operazioni di polizia ed altri interventi civili per il mantenimento della legge e dell'ordine, di appaltatori che hanno preso in appalto la pulitura di campi minati ed in molte applicazioni analoghe e similari. Una importante applicazione dell'invenzione, per esempio, è nella protezione di veicoli contro le mine terrestri.

La costruzione di una mina terrestre come principio utilizzava una carica .di materiale esplosivo in un contenitore sferico schiacciato di lamiera laminata di uno spessore sottile che risultava nel principale effetto distruttivo della mina che è lo scoppio che risulta dalla esplosione della carica. Il contenitore si disintegrava nello scoppio ma la lamiera disintegrata del contenitore non era un componente rilevante della potenza distruttiva dello scoppio.

Nuove costruzioni di mine terrestri (anche riportate quali mine che formano frammenti) sono caratterizzate da una piastra sagomata a disco sulla superfìcie superiore della mina terrestre. La piastra sagomata a disco ha un punto di fusione elevato ed è di materiale altamente coesivo di spessore rilevante. Il corpo rimanente che racchiude la carica esplosiva è generalmente di lamiera sottile simile alla costruzione precedente.

La piastra sagomata a disco viene deformata in modo straordinario dallo scoppio quando una tale mina viene fatta esplodere e la piastra diventa un proiettile di potenza di alta penetrazione. L'effetto è simile a quello di proiettili di altre armi militari quali il dispositivo di lancio di missili RPG 7. Il risultato è che la blindatura per veicoli che era precedentemente efficace, non è più efficace e non protegge adeguatamente il personale nel veicolo contro tale mina. Anche l'aumento dello spessore della blindatura convenzionale è stato trovato non efficace, tenendo presente che in vista del peso risultante, vi sono limiti superiori allo spessore della blindatura convenzionale che può essere usata.

Una caratteristica principale dello strato assorbente lo scoppio, è la capacità di assorbire ampie quantità di energia all'impatto di un proiettile ad una velocità molto alta, per esempio ad una velocità che si avvicina alla velocità di propagazione di un fronte d'onda di uno scoppio che risulta da una carica di esplosivo elevata. Esempi sono trinitrotoluene (TNT), nitroglicerina e nitrato di cellulosa in una base di potassio oppure nitrato di sodio (GELIGNITE) , esplosivi a base di nitroglicerina (DYNAMITE) ed altri esplosivi ad elevata potenza. La velocità di scoppio (VOD) di tali esplosivi è molto elevata davvero così che la corazzatura convenzionale viene penetrata da un proiettile che avanza a velocità di scoppio simile sino ad una profondità che la rende impraticabile realizzare su un veicolo a prova di mina terrestre.

Preferibilmente, la piastra di usura esterna può essere sotto forma di una corazzatura di una composizione e spessore appropriati per impedire la penetrazione di proiettili di piccole armi comprendenti proiettili di arma automatica da fuoco leggera. Essa può avere una durezza tra circa 400 e circa 550 Brinell, ed essa può avere uno spessore di circa 4 mm per peso della blindatura di 32 kg/m<2>.

Di conseguenza, la piastra di usura esterna, che viene per prima esposta allo scoppio,. combina resistenza e durezza con un grado di duttilità. Tali acciai sono ben adatti a resistere a disintegrazione sotto carichi di urto quando occorre quando sottoposti ad un proiettile che avanza a velocità e scoppio elevati.

E' importante che la piastra di usura esterna è a prova di proiettile di piccole armi, comprendente a prova contro proiettili di arma automatica da fuoco leggera ed anche contro granate di terra e simili. Questo manterrà la costruzione a sandwich intatta, e ovvierà dall'avere da sostituire il kit di sovrablindatura dopo che è stato colpito da arma da fuoco leggera, e simile.

Lo strato di acciaio o piastra del lato protetto, vale a dire la piastra di arresto interna, preferibilmente ha proprietà di durezza elevate con una duttilità un poco più elevata della piastra di usura esterna.

Il collegamento insieme della piastra di usura, dello strato assorbente di impatto e della piastra di arresto può essere tramite un composto adesivo di resina sintetica. Il collegamento può essere realizzato usando resine quali uretano, composizioni epossidiche ed altri adesivi ad elevata resistenza noti che sono, efficaci tra il genere di materiale assorbente di impatto menzionato ed un materiale metallico. Può essere fatto ricorso alla tecnica di pallinatura alla sabbia delle superfici del materiale assorbente lo scoppio e delle superfici di materiale metallico per migliorare la resistenza di collegamento. Tale costruzione a sandwich collegata ha considerevole rigidità che può vantaggiosamente essere utilizzata in oppure è parte della costruzione di un veicolo che è blindato.

Il kit di sovrablindatura può essere non piano e di una forma complementare ad una forma della base, che può, per esempio, essere un ventre di un veicolo. Lo strato assorbente di impatto intermedio può essere formato di pezzi più piccoli di materiale che formano lo strato disposti fianco a fianco. Lo strato assorbente di impatto intermedio può essere formato di laminati che sono sovrapposti per formare lo strato assorbente di impatto intermedio di uno spessore predeterminato.

Il kit di sovrablindatura può comprendere formazioni di montaggio da montare in disposizione distanziata con la base. Le formazioni di montaggio possono essere sotto forma di bordo periferico o parzialmente periferico che borda la costruzione a sandwich ed alette sporgenti dalla costruzione a sandwich. Le alette possono poi essere fissate alla base così che viene realizzato un interspazio di aria tra la piastra di arresto e la base.

Secondo un secondo aspetto di questa invenzione, viene realizzata una parete di blindatura che protegge una zona protetta contro una mina terrestre del tipo che forma da sola frammenti (anche nota nel campo dell'invenzione quale mina terrestre del tipo a pallottola) e comprendente una base prossima alla zona ed un kit di sovrablindatura, secondo il primo aspetto di questa invenzione, montato in disposizione distanziata alla base, la piastra di usura essendo più lontana dalla zona protetta.

Di conseguenza, un interspazio o spazio di aria viene.realizzato tra la piastra di.arresto e la base. La base può essere realizzata tramite una .parete di un veicolo, recipiente che porta acqua, aeroplano, o simile.

Lo spazio od interspazio di aria viene realizzato per consentire al proiettile ed allo scoppio che hanno deformato lo strato a sandwich iniziale, comprendente il materiale assorbente lo scoppio, di espandersi. L'espansione riduce l'intensità specifica di .area di energia del proiettile e dello scoppio che riduce la sua potenza di penetrazione. Con questo in mente lo strato assorbente lo scoppio può essere visto come realizzare non solamente la funzione di assorbire energia ma anche di disperdere energia e la composizione dello strato assorbente lo scoppio è vantaggiosamente adatto a raggiungere questo scopo in modo ottimale.

La base poi realizza lo strato finale della parete di blindatura di conseguenza formata, che è lo strato sul lato protetto. La base è preferibilmente una piastra di acciaio di calibro rilevante ed elevata duttilità con resistenza massima che preserva la duttilità, che è una durezza elevata che preserva la duttilità ad un grado più alto della piastra di usura esterna che viene per prima esposta allo scoppi ed al - proiettile od alla pallottola. Inoltre vantaggiosamente, lo strato finale può essere sotto forma di una corazzatura convenzionale. E' stato trovato che questo strato più interno od ultimo può deformare sostanzialmente senza lacerarsi così che lo scoppio che deforma lo strato iniziale a sandwich non è ammessa alla area protetta. Per esempio la piastra deve deformarsi da una condizione piatta ad una condizione incavata profondamente in cui la piastra viene spostata molti multipli dello spessore della piastra .

Lo spessore completo della parete di blindatura totale può essere circa parecchie centinaia di millimetri, per esempio.- Mentre vi è un limite pratico allo spessore totale nelle applicazioni pratiche, l'altra importante richiesta è che lo strato composito ha un peso limite per unita di area. E' stato trovato che la costruzione composita mostrata qui può raggiungere la resistenza richiesta del proiettile e dello scoppio entro limiti di peso per dare una protezione pratica per i veicoli ed altre strutture.

Un'altra richiesta è accettabili livelli di costo. E' stato trovato che questo può essere raggiunto con una struttura protettiva composita del genere discusso. Per esempio, il materiale assorbente di impatto può essere vetro silice-allumina o pietra minerale che può essere relativamente poco costoso e più leggero che uno strato di metallo di spessore simile.

Di conseguenza una caratteristica vantaggiosa di una blindatura secondo questa invenzione, è il concetto di riduzione dello scoppio a gradini e la degenerazione del proiettile e la dissipazione della energia.·

Un altro vantaggio è che le tecniche di costruzione che sono semplici da realizzare, quali tecniche di fusione semplici per lo strato assorbente di impatto, oppure di costruzione dello strato assorbente di impatto su strisce oppure su tessere disposte adiacenti l'una all'altra, oppure di laminati che vengono sovrapposti, e simili. L'effetto combinato di queste caratteristiche è il vantaggio del costo che è una richiesta critica per le applicazioni commerciali di successo.

L'invenzione è ora più completamente descritta a titolo di esempio con riferimento ai disegni schematici allegati. Nei disegni:

la Figura 1 mostra .in sezione trasversale, frammentariamente, una parete di blindatura secondo questa invenzione;

la Figura 2 mostra in vista laterale, frammentariamente, un kit di sovrablindatura secondo questa invenzione, applicato ad un veicolo; e

la Figura 3 mostra in vista in pianta dal basso, frammentariamente, il kit di sovrablindatura.

In Figura 1 dei disegni, viene illustrato in sezione una struttura composita od a sandwich per scopi protettivi che forma parte di una parete di blindatura secondo questa invenzione.

La parete di blindatura, indicata complessivamente con 10, comprende una piastra di usura esterna 12 di acciaio, che è su quel lato della parete di blindatura che è esposto inizialmente ad uno scoppio e ad un proiettile.

Collegato su una superficie interna della piastra di usura esterna 12 mediante, per esempio, un legante epossidico 14, vi è un materiale assorbente di impatto formato in uno strato 16, che può, per esempio, essere un vetro laminato oppure un materiale ceramico. I laminati di tale strato di vetro o ceramico possono essere attaccati tramite adesivi di proprietà completamente elastiche che danno una resistenza benefica allo strato composito di vetro o ceramica. Ciascun laminato può essere sotto forma di striscia, tessera, oppure simile.-Adiacente allo strato di vetro o ceramico 16 viene realizzata una piastra di arresto interna 18 collegata allo strato assorbente di impatto 16, per esempio tramite un legante epossidico 20.

La piastra di usura esterna 12, la piastra di arresto interna 18 e lo strato assorbente di impatto 16, collegati insieme mediante il legante epossidico 14, formano una costruzione a sandwich indicata in 22 che è di maggiore rigidità come descritto in precedenza .

Uno strato metallico più interno 24 viene realizzato spazialmente sulla parte interna oppure sul lato protetto della parete di blindatura 10. Una distanziatura od interspazio, indicato in 26, viene formato tra gli strati di piastra metallica 18 e 24.

Uno spessore totale tipico della parete di blindatura 10 che forma una tale struttura protettiva composita è, per esempio, 350 mm, che di conseguenza realizza una riduzione dello scoppio a gradini.

E' stato trovato che un proiettile od una pallottola da una mina che si frammenta da sola, sotto forma di una piastra o di un disco di acciaio altamente deformato, originariamente collocato sulla superficie superiore di una tale mina, che può, per esempio, acquisire pressoché una forma a lacrima, penetrerà la piastra di usura esterna 12. Esso poi penetrerà lo strato assorbente di impatto nel quale quantità molto ampie di energia vengono dissipate nella sua matrice. Per esempio, uno strato di vetro laminato 16 viene ridotto a polvere a causa di livelli molto elevati di energia mentre facendo ciò, esso tende ad assorbire la pallottola e lo scoppio di una mina terrestre. Di conseguenza, il numero di riferimento 28 indica una area,di impatto iniziale, e le linee tratteggiate 30 indicano ipoteticamente l'assorbimento' di energia del proiettile e dello scoppio associato nella parete di blindatura 10. Quando lo scoppio -e poi il proiettile un poco disperso procedono oltre lo strato assorbente di impatto 16, essi sono poi ulteriormente impediti dalla piastra di arresto interna rimanente 18 prima di continuare ad espandersi nello spazio di aria 26 come indicato dal' numero di riferimento 32. Deve essere apprezzato che la dissipazione ha luogo tridimensionalmente, anche se viene graficamente rappresentata solamente bidimensionalmente nel disegno .

L'energia del proiettile e dello scoppio, che è stata già un poco ridotta, viene di conseguenza dispersa sull'area aumentata indicata dal numero di riferimento 34. Il risultato di questo proiettile disperso e dello scoppio che urta sulla piastra più interna 24 è di determinare una distorsione molto rilevante della piastra 24, per esempio, del genere come viene illustrata ipoteticamente tramite le linee tratteggiate 36. Di conseguenza sarà apprezzato che le proprietà del metallo delle piastre 18 e 24 saranno tali da permettere tale distorsione. Questo finalmente assorbe l'energia rimanente dello scoppio e del proiettile, preferibilmente senza alcuna lacerazione della piastra 24.

Con riferimento alle Figure 2 e 3, la parete di blindatura della Figura 1 viene mostrata essere applicata ad un veicolo complessivamente indicato dal numero di riferimento 50.

Più specificatamente, lo strato a sandwich 22 viene realizzato separatamente sotto forma di una piastra del ventre. La piastra del ventre 22 è di forma non piana, più specificatamente essa viene curvata come indicato dai numeri di riferimento 54 e 56 per accoppiarsi al disotto di un ventre del veicolo 50 e per avvolgerà un asse del veicolo di una ruota 52 del veicolo 50. Ulteriormente, alette, per esempio come indicate, dai numeri di riferimento 60, e 62, vengono disposte attaccate con la piastra del ventre 22 per facilitare il montaggio della piastra del ventre 22 al veicolo 50, più specificatamente ad una piastra di fondo del veicolo 50. La piastra di fondo forma una base oppure una piastra più interna 24 secondo l'invenzione. L'interspazio di aria 26 viene di conseguenza formato tra la piastra del ventre 22 e la piastra di fondo 24.

Vantaggiosamente, il veicolo 50 può essere un veicolo blindato convenzionale e la piastra di fondo 22 può di conseguenza essere una corazzatura convenzionale .

Nella piastra del ventre 22, che è non piana come menzionato in precedenza, e che ha una incavatura in corrispondenza di ciascun lato per alloggiare la ruota 52 come può essere visto dalla Figura 3, è vantaggioso che lo strato assorbente di impatto 16 viene costruito su pezzi più piccoli di materiale assorbente di impatto, i quali pezzi possono essere formati da strisce, tessere o simili. Se desiderato, lo strato assorbente di impatto 16 può anche essere sotto forma di laminati per migliorare lo strato assorbente di impatto 16 di uno spessore predeterminato.

Dove deve essere protetta una area ampia o sagomata in modo intricato, lo-strato a sandwich può essere vantaggiosamente formato di più di un componente i quali, preferibilmente, si sovrappongono l'uno all'altro. Questo ha un certo numero di vantaggi, il più importante dei quali è che, nel caso di una esplosione di una mina terrestre o di distruzione oppure di danneggiamento dello strato a sandwich, generalmente solamente una delle porzioni sarà distrutta oppure danneggiata e solamente quella porzione necessita di essere sostituita. Altri vantaggi, secondariamente, sono la facilità di fabbricazione e la facilità di installazione delle porzioni dove l'intera costruzione a sandwich composita è molto larga e di conseguenza anche molto pesante .

La richiedente ha trovato in prove che un' materiale ceramico fornisce uno strato assorbente di impatto più efficace che il vetro. Di conseguenza, uno strato assorbente di impatto ceramico può essere più sottile e più leggero di uno strato di vetro di prestazione comparabile. Alternativamente, uno strato ceramico del medesimo spessore e peso di quelli di uno strato di vetro fornirà una maggiore prestazione. Comunque, se lo spessore oppure il peso non è un fattore oppure non un fattore importante, uno strato di vetro può essere realizzato a costo più basso di uno strato ceramico di prestazione paragonabile.

E' un importante vantaggio di questa invenzione che viene provvista una blindatura che è efficace contro le mine terrestri che formano da sole frammenti e che ha caratteristiche di spessore e peso che sono molto vantaggiose paragonate allo spessore ed al peso della blindatura convenzionale che sarebbe richiesta per essere efficace contro una mina terrestre che forma da sola frammenti.

E' un ulteriore vantaggio che viene realizzato un kit di sovrablindatura che può essere utilizzato per far cambiare classe ad un veicolo blindato convenzionale per renderlo utilizzabile in aree infestate con mine terrestri che formano da sole frammenti.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Kit di sovrablindatura adatto da usarsi nel proteggere una zona protetta dietro una base (24) contro una mina terrestre del tipo che forma da sola frammenti, caratterizzato dal fatto che il kit di sovrablindatura comprende una piastra di usura esterna (12); una piastra di arresto interna (18) di un materiale avente una duttilità di almeno circa l'8%; uno strato assorbente di impatto intermedio (16) di un materiale selezionato dal gruppo consistente di un materiale ceramico, un materiale refrattario, un materiale a base di vetro e vetro; la piastra di usura (12), lo strato assorbente di impatto (16) e la piastra di arresto (18) essendo collegate insieme in detto ordine per formare una costruzione a sandwich (22).
2. Kit di sovrablindatura come rivendicato nella rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la piastra di usura esterna (12) è sotto forma di una corazzatura di una composizione e di uno spessore appropriato da impedire la penetrazione di proiettili di piccole armi comprendenti proiettili di arma automatica da fuoco leggera.
3. Kit di sovrablindatura come rivendicato nella rivendicazione 1 o nella rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che lo strato assorbente di impatto intermedio (16) è formato da pezzi più piccoli di materiale dello strato disposti fianco a fianco.
4. Kit di sovrablindatura come rivendicato nella rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che lo strato assorbente di impatto intermedio (16) è formato da laminati che sono sovrapposti per formare lo strato assorbente di impatto intermedio di uno spessore predeterminato.
5. Kit di sovrablindatura come rivendicato in una qualunque dalla rivendicazione 1 alla rivendicazione 4 compresa, caratterizzato dal fatto che il collegamento insieme della piastra di usura (12), dello strato assorbente di impatto (16) e della piastra di arresto (18) è tramite un composto adesivo di resina sintetica.
6. Kit di sovrablindatura come rivendicato in una qualunque dalla rivendicazione 1 alla rivendicazione 5 compresa, caratterizzato dal fatto che esso comprende formazioni di montaggio (62) per montarlo in disposizione distanziata con la base
7. Kit di sovrablindatura come rivendicato nella rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che le formazioni di montaggio (62) sono sotto forma di un bordo periferico o periferico in parte che borda la costruzione a sandwich ed alette (62) sporgenti dalla costruzione a sandwich (22).
8. Kit di sovrablindatura come rivendicato in una qualunque dalla rivendicazione 1 alla rivendicazione 7 compresa, caratterizzato dal fatto che esso non è piano ed è di una forma complementare ad una forma della base.
9. Parete di blindatura che protegge una zona protetta contro una mina terrestre del tipo che forma da sola frammenti, caratterizzata dal fatto che essa comprende una base (24) prossima alla zona ed un kit di sovrablindatura come rivendicato in una qualunque dalla rivendicazione 1 alla rivendicazione 8 inclusa montato in disposizione distanziata alla base, la piastra di usura (12) essendo più lontana dalla zona protetta.
10. Parete di blindatura come rivendicata nella rivendicazione 9, caratterizzata dal fatto che la base (24) viene realizzata da una parete selezionata da una parete di un veicolo, una parete di un recipiente che porta acqua, una parete di un aeroplano.
11. Parete di blindatura come rivendicata nella rivendicazione 10, caratterizzata dal fatto che la base (24) è sotto forma di una corazzatura.