PL217974B1

PL217974B1 - System for protecting vehicles against mine explosions, especially armoured vehicles

Info

Publication number: PL217974B1
Application number: PL394593A
Authority: PL
Inventors: Artur Iluk; Eugeniusz Rusiński
Original assignee: Politechnika Wroclawska
Priority date: 2011-04-18
Filing date: 2011-04-18
Publication date: 2014-09-30

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest konstrukcja ochronna pojazdów, zwłaszcza pojazdów opancerzonych, przed skutkami wybuchów min, oparta na ramie nośnej.The subject of the invention is the protective structure of vehicles, especially armored vehicles, against the effects of mine explosions, based on a support frame.

Urządzenie do ochrony pojazdów przed skutkami min lądowych znane ze zgłoszenia patentowego USA nr US 2003 010 189, zawiera wklęsłą płytę podłogową umieszczoną w odpowiedniej odległości od podłogi, która zapewnia zarówno odpowiedni prześwit, jak i sprężystość. Płyta podłogowa jest trwale połączona z boku, ze ścianką boczną obudowy lub kadłuba, lub kołnierza przymocowanego do bocznej ściany obudowy.The device for protecting vehicles against the effects of land mines, known from US patent application US 2003 010 189, includes a concave floor plate positioned at a suitable distance from the floor, which provides both adequate clearance and resilience. The floor plate is permanently connected at the side to the side wall of the casing or fuselage, or to a flange attached to the side wall of the casing.

Urządzenie chroniące podłogę pojazdu lądowego przed minami znane z międzynarodowego zgłoszenia patentowego nr WO 2009 140 331, stanowi osłona na spód pojazdu, która ma uformowane dwie belki wzdłużne zamontowane do ramy pojazdu. Belki od dołu obudowane są płytą uformowaną w profil o przekroju V, przy czym przestrzeń pomiędzy belkami i płytą podzielona jest na sekcje ażurowymi przegrodami, zamontowanymi względem siebie równolegle i prostopadle do belek wzdłużnych. Ponadto, płyta pokryta jest odpornym na przebicia włóknem aramidowym.The device for protecting the floor of a land vehicle against mines, known from the international patent application No. WO 2009 140 331, is a cover for the underside of the vehicle, which has two longitudinal beams molded to the frame of the vehicle. At the bottom, the beams are enclosed with a plate formed into a V-section profile, while the space between the beams and the slab is divided into sections by openwork partitions mounted parallel to each other and perpendicular to the longitudinal beams. In addition, the board is covered with a puncture-resistant aramid fiber.

Konstrukcja ochraniająca podwozie pojazdu przed skutkami eksplozji, znana z polskiego zgłoszenia patentowego nr 386 400 ma zamontowane do płyty dolnej pojazdu lub do płyty dodatkowej zamocowanej rozłącznie lub nierozłącznie do płyty dolnej pojazdu szereg elementów, co najmniej w ilości 40 sztuk, w postaci odcinków rur czy odcinków profili hutniczych lub innych profili specjalnie skonstruowanych pod kątem 50° do 90° między osią tych profili a powierzchnią płyty, nazwanych elementami kształtowymi. Te elementy kształtowe posiadają od dołu przymocowaną sztywno płytkę pod kątem 45° do 90° do osi wewnętrznej elementów kształtowych. Podczas wybuchu jest przedłużony w czasie proces destrukcji całej dolnej konstrukcji i następuje kolejne zgniatanie, rozrywanie i ściskanie poszczególnych elementów kształtowych, a tym samym zmniejszają się siły fali uderzeniowej z rozprężania gazów wybuchowych, co znacznie osłabia efekty eksplozji w pojeździe i może zmniejszyć straty w ludziach znajdujących się wewnątrz pojazdu.The structure protecting the chassis of the vehicle against the effects of the explosion, known from the Polish patent application No. 386 400, has a number of elements, at least 40 pieces, in the form of pipe sections or sections, mounted to the bottom plate of the vehicle or to an additional plate detachably or permanently attached to the bottom plate of the vehicle. metallurgical profiles or other profiles specially constructed at an angle of 50 ° to 90 ° between the axis of these profiles and the surface of the plate, called shaped elements. These moldings have a plate rigidly attached at the bottom at an angle of 45 ° to 90 ° to the internal axis of the moldings. During an explosion, the destruction process of the entire lower structure is prolonged in time and subsequent crushing, tearing and squeezing of individual shaped elements takes place, and thus the forces of the shock wave from expansion of the explosive gases are reduced, which significantly weakens the effects of the explosion in the vehicle and may reduce the loss of human life. inside the vehicle.

Znane konstrukcje ochronne zabezpieczające spód pojazdu przed skutkami eksplozji wykonywane są jako dodatkowa osłona montowana pod podwoziem pojazdu, który nie jest konstrukcyjnie przystosowany do zapewnienia ochrony załodze w takim przypadku. Pojazdy takie maja generalnie płaskie dno i dodatkowa struktura ma za zadanie przyjąć całą energię wybuchu, zapobiec naruszeniu struktury pojazdu i przekazać na strukturę nośną pojazdu jak najmniejszą ilość energii kinetycznej. Ze względu na nieprzystosowaną do takich zagrożeń konstrukcję samych pojazdów, układy takie są skuteczne tylko przeciwko niewielkim ładunkom. Odporność pojazdu na większe ładunki wymaga przystosowania jego konstrukcji.Known protective structures protecting the underside of a vehicle against the effects of an explosion are made as an additional cover mounted under the chassis of a vehicle that is not structurally adapted to provide protection to the crew in such a case. Such vehicles generally have a flat bottom and the additional structure is designed to absorb all the energy of the explosion, prevent damage to the vehicle structure and transfer as little kinetic energy as possible to the vehicle's load-bearing structure. Due to the unadapted design of the vehicles themselves, such systems are only effective against small loads. The resistance of the vehicle to larger loads requires the adaptation of its structure.

Znane są też układy ochronne oparte na sztywnym, samonośnym nadwoziu, zazwyczaj z maksymalnie sztywnym dnem wykonane w kształcie litery V, do których mocowane są elementy zawieszenia i układu napędowego. Układy ochronne często rozbudowane są poprzez stosowanie tzw. pływającej podłogi odseparowanej od właściwego dna pojazdu, foteli tłumiących energię wybuchu mocowanych do ścian lub dachu pojazdu i innych. Ochrona przeciwminowa w takich pojazdach zaczyna się na powierzchni dna, które przyjmuje cały impuls ciśnienia generowany przez ładunek wybuchowy.There are also known protective systems based on a rigid, self-supporting body, usually with a V-shaped bottom as stiff as possible, to which the suspension and driveline components are attached. Protection systems are often extended by using the so-called a floating floor that is separate from the bottom of the vehicle, explosion-damped seats attached to the walls or roof of the vehicle, and others. Mine protection in such vehicles begins at the bottom surface, which receives the entire pressure impulse generated by the explosive charge.

Innym stosowanym układem ochronnym jest konstrukcja zbudowana na podwoziu samochodu terenowego oparta na klasycznej ramie nośnej, do której mocowane są elementy zawieszenia, układu napędowego oraz nadwozie pojazdu. Układy takie wykonane w kształcie litery V, kolidują z ramą nośną. Możliwe jest umieszczenie ich nad ramą, wówczas układ V musi mieć bardzo płaski kształt, co zmniejsza jego skuteczność. Drugim rozwiązaniem jest zastosowanie płaskiej podłogi nad ramą i umieszczenie deflektora w kształcie litery V lub podobnym pod ramą, co zmniejsza prześwit pod pojazdem i obniża zdolność do poruszania się pojazdu w terenie. W przypadku ram o dużej podatności konieczne jest pozostawienie przestrzeni nad deflektorem dla odkształcającej się podczas jazdy ramy, co dodatkowo niekorzystnie zmniejsza prześwit pod pojazdem i przybliża deflektor do potencjalnego miejsca eksplozji.Another used protection system is a structure built on an off-road car chassis, based on a classic support frame, to which the suspension elements, drive system and the vehicle body are attached. Such V-shaped systems interfere with the supporting frame. It is possible to place them over the frame, then the V system must have a very flat shape, which reduces its effectiveness. A second solution is to use a flat floor above the frame and place a V-shaped deflector or the like under the frame, which reduces ground clearance and reduces the vehicle's ability to move off-road. In the case of highly flexible frames, it is necessary to leave space above the deflector for the frame deforming during travel, which additionally adversely reduces the ground clearance and brings the deflector closer to the potential explosion site.

Znane układy ochronne są dwuwarstwowe, w których celem jest odseparowanie poddanego bezpośredniemu uderzeniu deflektora od właściwej, generalnie płaskiej podłogi, zazwyczaj o mniejszej sztywności i wytrzymałości, z którą ma kontakt załoga pojazdu. Układy te jednak z założenia oparte są na maksymalnie odpornej, pierwszej od strony uderzenia fali warstwie, która ma zapewnić przyjęcie całej energi uderzenia i zdeformować się w przestrzeni pomiędzy pierwszą deflektorem a właściwą podłogą pojazdu. Przestrzeń pomiędzy deflektorem a właściwą podłogą może być wypełPL 217 974 B1 niona strukturą pochłaniającą energię w postaci odkształcalnej kratownicy metalowej lub wypełnienia materiałem pochłaniającym energię.Known protective systems are two-layer, the purpose of which is to separate the directly impacted deflector from the actual, generally flat floor, usually of lower stiffness and strength, with which the vehicle crew comes into contact. These systems, however, are assumed to be based on the most resistant, first layer on the side of the wave impact, which is to ensure the absorption of all impact energy and deform in the space between the first deflector and the actual vehicle floor. The space between the deflector and the actual floor may be filled with an energy absorbing structure in the form of a deformable metal lattice or filled with an energy absorbing material.

W założeniu deflektory mają za zadanie przyjąć całą energię fali uderzeniowej i nie dopuścić do uderzenia fali we właściwą podłogę pojazdu. Ponieważ wielkość ładunku nie jest znana, istotną wadą jest fakt, że dla większej mocy ładunku po nadmiernej deformacji lub przerwaniu ciągłości deflektora następuje uderzenie we właściwą podłogę pojazdu, która nie jest konstrukcyjnie przystosowana do przyjęcia uderzenia o dużej energii bez szkody dla załogi pojazdu. Zazwyczaj pierwsza, dolna warstwa układu przyjmuje generalnie całą energię fali uderzeniowej, przez co musi ona pochłonąć lub przekazać na kolejne elementy konstrukcji bardzo dużą energię. W znanych układach w niewielkim stopniu wykorzystuje się zdolność elementów ramy pojazdu do pochłaniania energii fali uderzeniowej.In principle, the deflectors are designed to absorb all the energy of the shock wave and prevent the wave from hitting the proper floor of the vehicle. As the magnitude of the load is not known, it is a significant disadvantage that for higher load power, excessive deformation or breakage of the deflector causes an impact to the actual vehicle floor, which is not structurally adapted to accept a high energy impact without harming the vehicle crew. Usually, the first, lower layer of the system generally absorbs all the energy of the shock wave, which means that it must absorb or transmit very high energy to the subsequent elements of the structure. The known systems make little use of the ability of the vehicle frame elements to absorb the energy of the shock wave.

Istota konstrukcji według wynalazku polega na tym, że dno pojazdu ukształtowane w kształcie litery V, zamocowane jest ponad ramą, natomiast poniżej ramy przymocowane są panele wykonane z materiału o dużej zdolności do odkształceń plastycznych, przy czym panele przytwierdzone są wzdłuż ramy na całej długości chronionej części pojazdu i zamocowane do podłużnie elastycznymi łącznikami. Powierzchnia paneli może być płaska albo wklęsła, przy czym powierzchnia paneli wypukłością jest skierowana do góry.The essence of the structure according to the invention is that the V-shaped bottom of the vehicle is fixed above the frame, and below the frame are panels made of highly plastic deformable material, the panels being attached along the frame along the entire length of the protected part. vehicle and attached to longitudinally flexible connectors. The surface of the panels may be flat or concave with the surface of the panels facing upwards.

Korzystnie, panele wykonane są ze stopu aluminium.Preferably, the panels are made of an aluminum alloy.

Korzystnie, kąt rozwarcia ramion dna pojazdu ukształtowanego w kształcie litery V wynosi 130-160 stopni.Preferably, the opening angle of the legs of the V-shaped vehicle bottom is 130-160 degrees.

Korzystne jest również to, że dno pojazdu wyposażone jest w stalową nakładkę wzmacniającą zamocowaną na wierzchołku litery V.It is also advantageous that the bottom of the vehicle is provided with a steel reinforcement cap attached to the top of the V-letter.

Korzystnie, podłużnice ramy pojazdu wykonane są, jako perforowane wsporniki mocowane do samonośnego nadwozia pojazdu z zawieszeniem.Preferably, the vehicle frame side members are made as perforated brackets attached to a self-supporting vehicle body with suspension.

Korzystnie, długość paneli wzdłuż osi podłużnej pojazdu jest mniejsza od ich szerokości.Preferably, the length of the panels along the longitudinal axis of the vehicle is less than their width.

Korzystnie, w środkowej części płyta panelu ma wycięte otwory albo zmniejszoną grubość zmniejszające ich wytrzymałość.Preferably, in the center of the panel, the panel plate has holes cut out or thinned to reduce its strength.

Korzystnym jest, gdy szerokość środkowej części płyty jest, co najmniej równa szerokości zniszczonego fragmentu panelu, przy czym szerokość środkowej części płyty jest równa szerokości panelu zawartej pomiędzy podłużnicami pomniejszonej o dwie szerokości wewnętrznych bocznych części panelu, przy czym szerokość wewnętrznej bocznej części panelu jest co najwyżej równa odległości panelu od dna pojazdu.Preferably, the width of the central part of the panel is at least equal to the width of the damaged part of the panel, the width of the middle part of the panel being equal to the width of the panel between the stringers minus two widths of the inside side panel parts, the width of the inside side panel part being at most equal to the distance of the panel from the bottom of the vehicle.

Korzystnie, szerokość panelu jest większa od rozstawu podłużnic ramy, przy czym szerokość wystających części panelu obu podłużnic jest co najwyżej równa odległości panelu od dna pojazdu, najkorzystniej jest, gdy wystające części panelu obu podłużnic są odgięte ku górze pod kątem w zakresie 0-25 stopni od poziomu.Preferably, the width of the panel is greater than the spacing of the frame side members, the width of the protruding parts of the panel of both side members being at most equal to the distance of the panel from the bottom of the vehicle, most preferably the protruding portions of the panel of both side members are angled upwards in the range of 0-25 degrees. from the level.

Korzystnie, pomiędzy panelami rozmieszczonymi są wzdłuż podłużnej osi pojazdu ramy, są odstępy, które najkorzystniej usytuowane są w miejscach, w których znajdują się poprzeczki ramy nośnej.Preferably, there are gaps between the panels along the longitudinal axis of the frame vehicle, most preferably at locations where the crossbars of the support frame are located.

Konstrukcja ochronna przed skutkami wybuchów min, według wynalazku, przeznaczona jest głównie do ochrony pojazdów kołowych zbudowanych na bazie podwozia opartego na ramie z podłużnicami, wyposażonego w sztywne nadwozia złożone z jednej lub więcej brył zamocowanych do ramy pojazdu, konstrukcja pochłania i rozprasza tylko część energii fali uderzeniowej na poziomie ramy z wykorzystaniem jej sztywności, przed uderzeniem fali we właściwą osłonę przeciwminową zintegrowaną z bryłą nadwozia. Wykorzystuje się sztywność ramy do zmiany kierunku ruchu odkształcających się paneli ochronnych pierwszej warstwy układu w taki sposób, że nie uderzają one w drugą, sztywną osłonę przeciwminową. Przyjęcie tylko części energii fali powoduje, że osłona jest zdolna do działania przy większych mocach ładunków.The protective structure against the effects of mine explosions, according to the invention, is intended mainly for the protection of wheeled vehicles built on the basis of a chassis based on a frame with longitudinal members, equipped with rigid bodies composed of one or more bodies attached to the vehicle frame, the structure absorbs and dissipates only part of the wave energy impact at the frame level with the use of its stiffness, before the wave hits the proper mine protection integrated with the body structure. The rigidity of the frame is used to deflect the deforming protective panels of the first layer of the system so that they do not strike the second, rigid mine protection. Taking only a part of the wave energy makes the shield capable of operating at higher charge powers.

Przedmiot wynalazku odtworzony jest w przykładzie realizacji na rysunku, na którym, fig. 1 przedstawia konstrukcję ochronną przed skutkami wybuchów min zamocowaną do pojazdu opancerzonego w ujęciu schematycznym, fig. 2 - panele ochronne konstrukcji w widoku aksonometrycznym, fig. 3 - konstrukcję ochronną przed skutkami wybuchów min przed wybuchem w ujęciu schematycznym, a fig. 4 konstrukcję ochronną przed skutkami wybuchów min po wybuchu w ujęciu schematycznym.The subject of the invention is reproduced in the embodiment in the drawing, in which fig. 1 shows a protective structure against the effects of mines, attached to an armored vehicle in a schematic view, fig. 2 - protection panels of the structure in an axonometric view, fig. 3 - protective structure against the effects of of mine explosions before an explosion in a schematic representation, and Fig. 4 - a protective structure against the effects of mine explosions after an explosion in a schematic perspective.

P r z y k ł a d 1P r z k ł a d 1

Konstrukcja ochronna pojazdów, zwłaszcza pojazdów opancerzonych, przed skutkami wybuchów min, składa się z dwóch części. Pierwszą część stanowi sztywne dno pojazdu D, wykonane ze stali pancernej, zamocowane ponad ramą R i ukształtowane w kształcie litery V o niewielkim kącie pochylenia, kąt rozwarcia wynosi 130 stopni. Dno D stanowi główną osłonę przeciwminową pojazdu.The protective structure of vehicles, especially armored vehicles, against the effects of mine blasts consists of two parts. The first part is the rigid bottom of the vehicle D, made of armor steel, mounted over the R frame and shaped in the V-shape with a small inclination angle, the opening angle is 130 degrees. The bottom D is the main anti-mine protection of the vehicle.

PL 217 974 B1PL 217 974 B1

Kształt paneli ochronnych jest płaski, przez co nie zmniejsza prześwitu pojazdu i nie ogranicza jego zdolności do poruszania się w terenie. Bezpośrednio poniżej ramy R zamocowane są panele P wykonane z materiału o dużej zdolności do odkształceń plastycznych. Panele P mają szerokość większą niż rozstaw podłużnic Po ramy R oraz niewielką długość mierzoną wzdłuż osi podłużnej pojazdu. Poszczególne panele P przytwierdzone są wzdłuż ramy R pojazdu na całej długości chronionej części pojazdu i zamocowane są do podłużnic Po elastycznymi łącznikami M. Długość paneli P wzdłuż osi podłużnej pojazdu jest mniejsza od ich szerokości. Niewielka długość pojedynczych paneli P oraz elastyczne łączniki M pozwalają na swobodne sprężyste odkształcanie się ramy pojazdu R podczas jazdy. Dzięki podziałowi osłony na panele P możliwe jest też łatwiejsze dopasowanie kształtu poszczególnych paneli P do geometrii ramy R i elementów układu napędowego zlokalizowanych w tym rejonie pojazdu. Środkowa część płyty S paneli P znajdująca się pomiędzy podłużnicami Po ramy R ma mniejszą wytrzymałość, poprzez wycięcie w tym miejscu serii otworów Pr1, Pr2, z których otwory zmniejszających wytrzymałość Pr1 panelu P, wykonane są w środkowej części płyty S, a otwory zmniejszające powierzchnię Pr2 paneli P wykonane są po obu stronach środkowej części płyty S. Szerokość środkowej części płyty S jest równa szerokości zniszczonego fragmentu panelu P, przy czym szerokość środkowej części płyty S jest równa szerokości panelu P zawartej pomiędzy podłużnicami Po pomniejszonej o dwie szerokości wewnętrznych bocznych części L1 panelu P, przy czym szerokość wewnętrznej bocznej części L1 panelu P jest równa odległości panelu od dna pojazdu D. Szerokość paneli P jest równa odległości pomiędzy elastycznymi łącznikami M mocującymi je do podłużnicy Po.The shape of the protective panels is flat, which does not reduce the ground clearance of the vehicle and does not limit its ability to move off-road. Directly below the R frame, P panels made of a material with high plastic deformation capacity are fixed. Panels P have a width greater than the spacing Po side members of the frame R and a small length measured along the longitudinal axis of the vehicle. The individual panels P are attached along the R frame of the vehicle along the entire length of the protected part of the vehicle and are attached to the longitudinal members Po with flexible connectors M. The length of the panels P along the longitudinal axis of the vehicle is smaller than their width. The short length of individual P panels and flexible M connectors allow for free elastic deformation of the R vehicle frame while driving. Thanks to the division of the cover into P panels, it is also possible to more easily adjust the shape of individual P panels to the geometry of the R frame and the drive system components located in this area of the vehicle. The central part of the S plate of the P panels between the frame stringers R is less durable, by cutting a series of holes Pr1, Pr2 at this point, the holes Pr1 of the panel P reducing the strength of which are made in the middle part of the S plate, and the holes reducing the area Pr2 panels P are made on both sides of the central part of the panel S. The width of the central part of the panel S is equal to the width of the damaged part of the panel P, while the width of the middle part of the panel S is equal to the width of the panel P contained between the stringers Po less two widths of the inner side parts L1 of the panel P, whereby the width of the inner side part L1 of the panel P is equal to the distance of the panel from the bottom of the vehicle D. The width of the panels P is equal to the distance between the flexible connectors M fastening them to the side member Po.

P r z y k ł a d 2P r z k ł a d 2

Konstrukcja ochronna pojazdów, zwłaszcza pojazdów opancerzonych, przed skutkami wybuchów min, wykonana jak w przykładzie pierwszym, z tą różnicą, że sztywne dno pojazdu D, ukształtowane w kształcie litery V ma kąt rozwarcia 130-160 stopni. Do dna D zamocowana jest sztywno właściwa podłoga Pd pojazdu łączącą ramiona dna V i nadająca mu dużą sztywność. Dno D w kształcie litery V wyposażone jest w stalową nakładkę wzmacniającą N zwiększającą sztywność w miejscu, w które po przerwaniu paneli P uderzy fala F. Nakładka N zmniejsza ryzyko wejścia uginającego się dna D w kontakt z podłogą Pd. Kształt paneli P jest wklęsły, wypukłością skierowany do góry, a elastyczne łączniki M mocujące panele P na podłużnicach Po nieco obniżone w celu dopasowania ich do geometrii ramy R i nadwozia. Panele P wykonane są ze stopu aluminium o dużej zdolności do odkształceń plastycznych. Ponadto, panele P mocowane są z zachowaniem niewielkich odstępów O pomiędzy nimi. Odstępy O usytuowane w miejscach, w których znajdują się poprzeczki ramy R, dzięki czemu odkształcające się panele R nie uderzają w poprzeczki, lecz mogą swobodnie kontynuować obrót aż do uderzenia w podłużnicę Po. Zmniejsza to ryzyko nadmiernej deformacji samej ramy R, która stanowi podparcie dla odkształcalnych paneli P, które mają mniejszą wytrzymałość, poprzez znaczne zmniejszenie grubości panelu P. Szerokość paneli P mierzona w kierunku poprzecznej osi pojazdu jest większa niż całkowita szerokość ramy o długość L2 obracającego się zewnętrznego fragmentu panelu P po zawinięciu wokół podłużnicy Po, długość L2 sięga do powierzchni dna pojazdu D. Ponadto, część panelu P wystająca poza ramę R jest odgięta ku górze o kąt mniejszy od 25 stopni od poziomu. Podłużnicę Po ramy pojazdu R wykonane są jako perforowane wsporniki mocowane do samonośnego nadwozia pojazdu z zawieszeniem.The protective structure of vehicles, especially armored vehicles, against the effects of explosions by mines, made as in the first example, with the difference that the V-shaped rigid vehicle bottom D has an opening angle of 130-160 degrees. A proper vehicle floor Pd is rigidly attached to the bottom D, connecting the legs of the bottom V and making it very rigid. The V-shaped bottom D is equipped with a steel reinforcing cap N to increase the stiffness where the F-wave will hit the panels after breaking the P panels. The N cap reduces the risk of the sagging bottom D coming into contact with the floor Pd. The shape of the P panels is concave with the convex upwards and the flexible M fasteners securing the P panels to the Po stringers slightly lowered to match the geometry of the R frame and bodywork. P panels are made of aluminum alloy with high plastic deformation capacity. Moreover, the panels P are fastened with small distances O between them. The gaps O are located where the frame cross members R are so that the deforming panels R do not hit the cross members but are free to continue to pivot until they strike the side member Po. This reduces the risk of excessive deformation of the frame R itself, which supports the deformable panels P, which have lower strength, by significantly reducing the thickness of the panel P. The width of the panels P measured in the direction of the transverse axis of the vehicle is greater than the total width of the frame by the length L2 of the outermost rotating of the panel portion P after being folded around the side member Po, the length L2 extends to the surface of the bottom of the vehicle D. Moreover, the portion of the panel P extending beyond the frame R is bent upwards by an angle less than 25 degrees from the horizontal. Side member Po frames of the R vehicle are made as perforated brackets attached to the self-supporting body of the vehicle with suspension.

Panele P umieszczone są tak, że w przypadku eksplozji ładunku wybuchowego Ł pod pojazdem przyjmują pierwsze uderzenie fali F, które nadaje im dużą prędkość początkową. Poruszające się panele P umocowane do podłużnic Po ramy R w pierwszej fazie ruchu odkształcają się plastycznie. W procesie plastycznego odkształcania paneli P następuje ich przerwanie w środkowej części płyty S o obniżonej wytrzymałości, pomiędzy podłużnicami Po. Ich dalsze odkształcanie powoduje zawijanie się wewnętrznych fragmentów paneli P na podłużnicy Po tak, że deformujący się fragment panelu P o długości L1 porusza się generalnie po łuku A1 ze środkiem w punkcie X1 położonym w pobliżu dolnej wewnętrznej krawędzi podłużnicy Po. Obrót przerwanego fragmentu panelu P powoduje zmianę jego kierunku ruchu w taki sposób, że mija on zarys dna D i uderza w podłużnicę Po, której przekazuje swoją energię kinetyczną. Analogicznie, odkształcanie zewnętrznych, znajdujących się poza obrysem ramy R, fragmentów paneli P powoduje zawijanie się ich na podłużnicy Po, a deformujący się fragment panelu P o długości L2 porusza się generalnie po łuku A2 ze środkiem w punkcie X2 położonym w pobliżu punktów mocowania paneli P do podłużnicy Po. Deformowany fragment panelu P mija dno D i uderza w podłużnicę Po, której przekazuje swoją energię kinetyczną. Zewnętrzne fragmenty paneli P podczas detonacji pod kołami pojazdu, osłaniają dno pojazdu D przed bezpośrednim uderzeniem fali.The panels P are positioned so that in the event of an explosion of the explosive charge L under the vehicle, they receive the first impact of the wave F, which gives them a high initial velocity. Moving P panels attached to stringers. R frames are plastically deformed in the first phase of their movement. In the process of plastic deformation of the panels P, they are broken in the central part of the slab S with reduced strength, between the stringers Po. Their further deformation causes the internal portions of the panels P to wrap on the stringer Po such that the deforming portion of the panel P of length L1 travels generally along an arc A1 with a center point X1 located near the lower inside edge of the stringer Po. The rotation of the broken part of the panel P changes its direction of movement in such a way that it passes the contour of the bottom D and hits the stringer Po, to which it transmits its kinetic energy. Similarly, deformation of the external, outside the outline of the frame R, portions of the panels P causes them to curl on the stringer Po, and the deforming portion of the panel P of length L2 moves generally along an arc A2 with its center at the point X2 located near the fixing points of the panels P to the Po stringer. The deformed part of the panel P passes the bottom D and hits the stringer Po, which transfers its kinetic energy. The external parts of the panels P, during detonation under the wheels of the vehicle, protect the bottom of the vehicle D against direct wave impact.

PL 217 974 B1PL 217 974 B1

Podczas wybuchu ładunku Ł pod pojazdem, energia fali uderzeniowej F przekazywana jest panelom P, następnie elementom ramy R, a poprzez elementy mocujące nadwozie do ramy Mn na nadwozie pojazdu. Podczas przekazywania energia kinetyczna pochłaniana jest na drodze plastycznego odkształcenia paneli P, elementów ramy R pojazdu oraz punktów mocowania Mn nadwozia do ramy R. Sztywność i pole powierzchni paneli jest tak dobrana, aby niezależnie od energii fali uderzeniowej przyjęły one tylko pewną część fali, którą są w stanie pochłonąć panele i odkształcająca się rama pojazdu, przy czym podłużnicę ramy pojazdu nie powinny zostać zdeformowane w takim stopniu, aby nastąpiło ich uderzenie w dno pojazdu.During the explosion of the charge Ł under the vehicle, the energy of the shock wave F is transferred to the panels P, then to the frame elements R, and through the elements attaching the body to the frame Mn to the body of the vehicle. During transmission, the kinetic energy is absorbed by the plastic deformation of the panels P, the frame elements R of the vehicle and the attachment points Mn of the body to the frame R. The stiffness and surface area of the panels are selected so that, regardless of the energy of the shock wave, they absorb only a part of the wave, which is able to absorb the panels and the deforming vehicle frame, the vehicle frame longitudinal not being deformed to such an extent that they hit the bottom of the vehicle.

Powierzchnia paneli P wystawiona na działanie fali uderzeniowej może być zmniejszona poprzez wykonanie perforacji w postaci otworów Pr2 z celu przyjęcia tylko pewnej części energii fali uderzeniowej i przepuszczenie pozostałej części fali F w kierunku dna D stanowiącego główną osłonę przeciwminową. Stopień perforacji jest dostosowany do wytrzymałości podłużnicy Po. Otwory Pr1 i Pr2 pozwalają na przepuszczenie części fali F przez panele P w kierunku dna D już w pierwszej fazie uderzenia, co pozwala układowi na skuteczne działanie także dla dużych mocy ładunku. Po przerwaniu paneli P pozostała część energii fali F przekazywana jest na właściwe, sztywne dno D pojazdu ukształtowane w kształcie litery V. Ukształtowanie takie oraz duża odległość od podłoża wynikająca z położenia dna D nad ramą nośną R pojazdu pozwala na rozpraszanie dalszej części energii fali F, a zmniejszenie wytrzymałości paneli P w części środkowej S pozwala na skierowanie energii fali uderzeniowej F na wierzchołek dna D charakteryzujący się największą sztywnością.The area of the panels P exposed to the shock wave can be reduced by perforating the holes Pr2 in order to receive only a certain part of the energy of the shock wave and to let the remainder of the wave F towards the bottom D constituting the main mine cover. The degree of perforation is adapted to the strength of the Po stringer. The Pr1 and Pr2 openings allow part of the wave F to pass through the panels P towards the bottom D already in the first phase of the impact, which allows the system to operate effectively also for high charge powers. After the panels P are broken, the remaining part of the energy of the F wave is transferred to the proper, rigid V-shaped bottom D of the vehicle. This shape and the large distance from the ground resulting from the position of the bottom D above the supporting frame R of the vehicle allows the dissipation of a further part of the energy of the F wave, and the reduction of the strength of the panels P in the central part S allows the energy of the shock wave F to be directed to the top of the bottom D having the greatest stiffness.

Otwory Pr1 i Pr2 perforacji paneli P powodują rozdzielenie w czasie działania fali uderzeniowej F na dno pojazdu D na dwie fazy, w pierwszej fazie bezpośrednie uderzenie przepuszczone przez otwory Pr1 i Pr2, a w drugiej fazie uderzenie po przerwaniu paneli P. Taki rozdział powoduje wydłużenie impulsu ciśnienia, a przez to zmniejszenie jego amplitudy i poziomu drgań o wysokiej częstotliwości generowanych w nadwoziu pojazdu w wyniku uderzenia fali.The holes Pr1 and Pr2 of the perforation of the panels P cause the separation of the shock wave F on the bottom of the vehicle D into two phases during the action of the shock wave F on the bottom of the vehicle D into two phases, in the first phase a direct impact through the holes Pr1 and Pr2, and in the second phase the impact after breaking the panels P. Such a separation causes the pressure pulse to be extended thereby reducing its amplitude and the level of high-frequency vibrations generated in the vehicle body as a result of the shock wave.

W prezentowanym systemie istnieją dwie drogi przekazywania energii kinetycznej przejętej od fali uderzeniowej na nadwozie pojazdu. Jedna część energii przekazywana jest poprzez panele P, ramę R i elementy mocujące nadwozie Mn do ramy R, druga przekazywana jest bezpośrednio na dno D. Rozdzielenie dróg przekazywania energii na różne punkty nadwozia sprzyja równomiernemu rozpędzaniu bryły nadwozia i zmniejsza groźną dla załogi lokalną deformację kadłuba nad punktem detonacji. Ponadto usztywnienie rozwartych ramion litery V dna D przez podłogę Pd, przeciwdziała jego nadmiernej deformacji i umożliwia przeniesienie obciążenia na ściany pojazdu. Dodatkowo, zapewnia to lepszą separację załogi pojazdu będącej w kontakcie z podłogą Pd przed działaniem dużych przyspieszeń występujących skutek bezpośredniego uderzenia fali F w dno D pojazdu.In the presented system, there are two ways of transferring the kinetic energy acquired from the shock wave to the vehicle body. One part of the energy is transferred through the P panels, the R frame and the elements fixing the body Mn to the R frame, the other is transferred directly to the bottom D. The separation of energy transmission paths at different points of the body promotes an even acceleration of the body structure and reduces the local deformation of the fuselage dangerous for the crew. detonation point. In addition, the stiffening of the open V-arms of the bottom D by the floor Pd prevents its excessive deformation and allows the load to be transferred to the walls of the vehicle. In addition, it provides a better separation of the vehicle crew in contact with the floor Pd from the action of high accelerations occurring as a result of the direct impact of the wave F on the bottom D of the vehicle.

Możliwe jest zastosowanie konstrukcji do pojazdów opartych na samonośnym nadwoziu z zawieszeniem mocowanym do bryły nadwozia. Wówczas rolę podłużnie ramy mogą pełnić zamontowane do sztywnego nadwozia perforowane wsporniki pełniące tą samą funkcję, co podłużnice Po ramy R.It is possible to apply the structure to vehicles based on a self-supporting body with a suspension fixed to the body structure. Then, the role of the frame longitudinally can be performed by perforated brackets mounted to the rigid body, which perform the same function as the Po longitudinals of the R-frame.

Claims

1. A protective structure for vehicles, in particular armored vehicles, against the effects of explosions by mines, comprising a rigid V-shaped bottom of the vehicle made of armor steel, to which the appropriate vehicle floor is rigidly attached, connecting the bottom arms and giving it high rigidity, characterized by: that the bottom of the vehicle (D) is fixed above the frame (R), while below the frame (R) panels (P) made of a material with high plastic deformation capacity are attached, with the panels (P) arranged along the frame (R) on the the entire length of the protected part of the vehicle and attached to the side members (Po) with flexible connectors (M).

2. The structure according to claim The method of claim 1, characterized in that the surface of the panels (P) is flat.

3. The structure according to claim A device according to claim 1, characterized in that the surface of the panels (P) is concave, the surface of the panels (P) being convexly facing upwards.

4. The structure according to claim 3. A method as claimed in claim 1, characterized in that the panels (P) are made of an aluminum alloy.

Structure according to claim The V-shaped vehicle bottom (D) has an opening angle of 130-160 degrees.

Structure according to claim The vehicle bottom of claim 1, characterized in that the bottom of the vehicle (D) is provided with a steel reinforcement plate (N) fixed at the apex of the letter V.

PL 217 974 B1

7. The structure as claimed in claim A vehicle frame according to claim 1, characterized in that the longitudinal members (Po) of the vehicle frame (R) are made as perforated brackets attached to the self-supporting vehicle body with suspension.

8. A structure as claimed in claim A device according to claim 1, characterized in that the length of the panels (P) along the longitudinal axis of the vehicle is smaller than their width.

9. A structure as claimed in claim The panel according to claim 1, characterized in that in the central part the plate (S) of the panel (P) has holes (Pr1, Pr2) cut out to reduce their strength.

Structure as claimed in claim The panel according to claim 1, characterized in that in the central part the plate (S) of the panel (P) has a reduced thickness reducing its strength.

11. A structure as claimed in claim 9 or 10, characterized in that the width of the central part of the panel (S) is at least equal to the width of the damaged part of the panel (P), the width of the central part of the panel (S) being equal to the width of the panel (P) contained between the stringers (Po), reduced by two widths of the inside side portions (L1) of the panel (P), the width of the inside side portions (L1) of the panel (P) being at most equal to the distance between the panel and the bottom of the vehicle (D).

12. A structure as claimed in claim 1, characterized in that the width of the panel (P) is greater than the spacing of the side members (Po) of the frame (R), the width of the protruding parts (L2) of the panel (P) of both side members (Po) being at most equal to the distance of the panel from the bottom of the vehicle (D).

Structure as claimed in claim 12. The panel according to claim 12, characterized in that the projecting portions (L2) of the panel (P) of the two stringers (Po) are angled upwards in the range of 0-25 degrees from the horizontal.

14. A structure as claimed in claim 5. The panel according to claim 1, characterized in that there are gaps (O) between the panels (P) arranged along the longitudinal vehicle axis of the frame (R).

Structure as claimed in claim 1, The panel according to claim 1, characterized in that the gaps (O) between the panels (P) are located where the crossbars of the support frame (R) are located.