PL224320B1 - Pancerz elastyczny - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest pancerz elastyczny zawierający warstwy z tworzywa sztucznego, między którymi znajduje się warstwa zbudowana z zamkniętych, korzystnie prostokątnych woreczków zawierających ciecz, w tym taką, której lepkość wzrasta wraz ze wzrostem szybkości ścinania, na przykład powstającego w wyniku uderzenia pocisku, odłamka, szpikulca, igły, bagnetu, noża w pancerz. Usztywniona, zagęszczona w ten sposób ciecz znajdująca się w woreczkach wspomaga rozpraszanie energii uderzenia, zwiększając odporność pancerza na przebicie.

Według opisu patentowego US 7966923 elastyczny moduł pancerza może mieć postać prostokątnego, zamkniętego woreczka zawierającego ciecz, której lepkość wzrasta wraz ze wzrostem szybkości ścinania, posiadającego laminowane ściany zbudowane z wewnętrznej, miękkiej, elastycznej ściany, np. z gumy, oraz zewnętrznej osłonowej warstwy odpornej balistycznie, wykonanej, np. z tkaniny aramidowej lub poliamidu.

Zgłoszenie wynalazku US 2012/0186431 opisuje warstwowe pancerze chroniące przed zagrożeniami balistycznymi, zwłaszcza przed działaniem wybuchowych ładunków kumulacyjnych oraz improwizowanych (samodziałowych) urządzeń wybuchowych, np. min-pułapek, wykorzystywanych do niszczenia pojazdów. Pancerze te mają, co najmniej jedną warstwę zawierającą ciecz, której lepkość wzrasta wraz ze wzrostem szybkości ścinania. Warstwa lub warstwy zawierające tego rodzaju ciecz mogą mieć postać wnęki lub wnęk utworzonych między sąsiednimi warstwami ochronnymi, które mogą mieć postać płyt lub blach wykonanych z metali, stopów metali, takich jak stal hartowana węglowa, stopy tytanowe, stopy aluminiowe, warstwy z tworzyw sztucznych, np. poliwęglowych, nanorurek węglowych, polietylenowych, włókien aramidowych. Minimalna grubość warstwy zawierającej ciecz, której lepkość wzrasta wraz ze wzrostem szybkości ścinania powinna wynosić 0,26 cala (ok. 6,35 mm).

Opis patentowy US 3649426 podaje możliwość wykorzystania ceramicznych ścianek działowych lub metalowych między wnękami pancerza warstwowego, zawierającymi ciecz, której lepkość wzrasta wraz ze wzrostem szybkości ścinania.

Istota pancerza elastycznego według pierwszej odmiany wynalazku polega na tym, że pancerz zbudowany jest, licząc kolejno od strony ostrzału pociskami, z warstwy ceramicznej zbudowanej z ceramicznych kulek, albo płytek o powierzchni czołowej kwadratu lub prostokąta lub sześciokąta foremnego, przedniego stosu warstw wykonanych z tworzywa sztucznego, korzystnie, składającego się z kilku albo kilkunastu warstw aramidowych i/lub polietylenowych, warstwy zbudowanej z zamkniętych, korzystnie prostokątnych woreczków zawierających ciecz, której lepkość wzrasta wraz ze wzrostem szybkości ścinania, oraz tylnego stosu warstw wykonanych z tworzywa sztucznego, korzystnie składającego się z kilku albo kilkunastu warstw aramidowych i/lub polietylenowych.

Ponadto, istota pancerza elastycznego według pierwszej odmiany wynalazku polega na tym, że warstwa ceramiczna zbudowana jest z płytek kwadratowych, korzystnie o długości boku wynoszącym 50 mm albo 100 mm oraz grubości 1-8 mm.

Istota pancerza elastycznego według drugiej odmiany wynalazku polega na tym, że pancerz elastyczny zbudowany jest, licząc kolejno od strony ostrzału pociskami, z warstwy metalowej, korzystnie wykonanej ze stali bainitycznej, korzystnie ze strukturami nanokrystalicznymi, o wytrzymałości na rozerwanie (Rm) nie mniejszej niż 1,8 GPa oraz wydłużeniu względnym (A) 12-16%, albo ze stali maraging, korzystnie ze strukturami nanokrystalicznymi, o wytrzymałości na rozerwanie (Rm) nie mniejszej niż 2 GPa oraz wydłużeniu względnym (A) 7-8%, albo ze stali amorficzno-nanokrystalicznej o wytrzymałości na rozerwanie (Rm) nie mniejszej niż 2 GPa oraz wydłużeniu względnym (A) 4%, przedniego stosu warstw wykonanych z tworzywa sztucznego, korzystnie składającego się z kilku albo kilkunastu warstw aramidowych i/lub polietylenowych, warstwy zbudowanej z zamkniętych, korzystnie prostokątnych woreczków zawierających ciecz, której lepkość wzrasta wraz ze wzrostem szybkości ścinania, oraz tylnego stosu warstw wykonanych z tworzywa sztucznego, korzystnie składającego się z kilku albo kilkunastu warstw aramidowych i/lub polietylenowych. Metalowa warstwa opcjonalnie zbudowana jest z płytek kwadratowych, korzystnie o długości boku wynoszącym 50 mm albo 100 mm oraz grubości 1-5 mm.

Elastyczny pancerz warstwowy według obu odmian wynalazku stanowi elastyczną, zwartą i stosunkowo lekką strukturę odporną na przebicie pociskami mało- i średniokalibrowymi przeciwpancernymi kalibru 5,56-14,5 mm, w tym 7,62 mm oraz 9 mm. Ponadto chroni przed przebiciem odłamkami wybuchem. Pancerz może być zastosowany głównie do ochrony ciała człowieka jako wkład do kamizelek kulo- i odłamkoodpornych. Wyposażony w przednią warstwę ceramiczną albo metalową może

PL 224 320 B1 być wykorzystany do ochrony obiektów stacjonarnych, takich jak kontenery wojskowe, wieże obserwacyjne oraz ruchomych, takich jak pojazdy lekko opancerzone, śmigłowce.

Przedmiot wynalazku pokazany jest na dwóch przykładach wykonania na rysunku, którym odpowiadają odpowiednio Fig. 1, Fig. 2, przy czym Fig. 1 przedstawia w przekroju pionowym pancerz według pierwszej odmiany wynalazku, zaś Fig. 2 przedstawia w przekroju pionowym pancerz elastyczny według drugiej odmiany wynalazku.

P r z y k ł a d 1

Pancerz elastyczny zbudowany jest, licząc kolejno od strony nadlatującego pocisku 7, z warstwy ceramicznej 5 zbudowanej z kwadratowych płytek o boku 50 mm i grubości 5 mm, przedniego stosu składającego się z ośmiu warstw aramidowych 3 o grubości 0,5 mm każda, warstwy zbudowanej z zamkniętych woreczków 1 zawierających ciecz 2, której lepkość wzrasta wraz ze wzrostem szybkości ścinania, oraz tylnego stosu składającego się z czterech warstw aramidowych 4, każda o grubości 0,5 mm. Każdy woreczek 1 zbudowany jest z dwóch kwadratowych ścian o boku o długości 100 mm, wykonanych z tkaniny aramidowej. Woreczki 1 połączone są wzdłuż swoich krawędzi w odległości 4 mm od każdej z nich, przy czym ściany woreczków 1 gumowane są od wewnątrz. Sąsiednie woreczki 1 zachodzą na siebie czołowymi powierzchniami ścian na wysokości ich połączenia.

P r z y k ł a d 2

Pancerz elastyczny zbudowany jest, licząc kolejno od strony nadlatującego pocisku 7, z warstwy metalowej 6 zbudowanej z płytek kwadratowych o długości boku 50 mm oraz grubości 2 mm, wykonanej ze stali bainitycznej ze strukturami nanokrystalicznymi, o wytrzymałości na rozerwanie (R _m) nie mniejszej niż 1,8 GPa oraz wydłużeniu względnym (A) 12-16%, przedniego stosu składającego się z ośmiu warstw aramidowych 3, warstwy zbudowanej z zamkniętych woreczków 1 zawierających ciecz 2, której lepkość wzrasta wraz ze wzrostem szybkości ścinania, oraz tylnego stosu składającego się z czterech warstw aramidowych 4, każda o grubości 0,5 mm. Każdy woreczek 1 zbudowany jest z dwóch kwadratowych ścian o boku o długości 100 mm, wykonanych z tkaniny aramidowej. Woreczki 1 połączone są wzdłuż swoich krawędzi w odległości 4 mm od każdej z nich, przy czym ściany worec zków 1 gumowane są od wewnątrz. Sąsiednie woreczki 1 zachodzą na siebie czołowymi powierzchniami ścian na wysokości ich połączenia.

Nadlatujący pocisk 7 uderzając w pancerz opisany w pierwszym przykładzie, wytraca energię kinetyczną kolejno na ceramicznej warstwie 5, w przednim stosie warstw 3, w warstwie zbudowanej z woreczków 1 zawierających ciecz 2 oraz w tylnym stosie warstw 4.

Pocisk 7 uderzając w pancerz opisany w drugim przykładzie, wytraca energię kinetyczną kolejno na metalowej warstwie 6, w przednim stosie warstw 3, w warstwie zbudowanej z woreczków 1 zawierających ciecz 2 oraz w tylnym stosie warstw 4.

Podczas oddziaływania z pancerzem pocisk 7 jest wyhamowywany/zatrzymywany lub zmienia kierunek wnikania w pancerz, ulegając odkształceniom sprężystym i plastycznym, a nawet zniszczeniu. W wyniku zatrzymania pocisku 7, w objętości pancerza, zapewniona jest osłona przestrzeni znajdującej się za nim.

Claims (4)

1. Pancerz elastyczny zawierający warstwy z tworzywa sztucznego, między którymi znajduje się warstwa zbudowana z zamkniętych, korzystnie prostokątnych woreczków zawierających ciecz, w tym taką, której lepkość wzrasta wraz ze wzrostem szybkości ścinania, znamienny tym, że zbudowany jest, licząc kolejno od strony ostrzału pociskami (7), z warstwy ceramicznej (5) zbudowanej z ceramicznych kulek, albo płytek o powierzchni czołowej kwadratu lub prostokąta lub sześciokąta foremnego, przedniego stosu warstw (3) wykonanych z tworzywa sztucznego, korzystnie, składającego się z kilku albo kilkunastu warstw (3) aramidowych i/lub polietylenowych, warstwy zbudowanej z zamkniętych woreczków (1) zawierających ciecz (2), której lepkość wzrasta wraz ze wzrostem szybkości ścinania, oraz tylnego stosu warstw (4) wykonanych z tworzywa sztucznego, korzystnie składającego się z kilku albo kilkunastu warstw (4) aramidowych i/lub polietylenowych.

2. Pancerz elastyczny według zastrz. 1, znamienny tym, że warstwa ceramiczna (5) zbudowana jest z płytek kwadratowych, korzystnie o długości boku wynoszącym 50 mm albo 100 mm oraz grubości 1-8 mm.

PL 224 320 B1

3. Pancerz elastyczny zawierający warstwę metalową oraz warstwy z tworzywa sztucznego, między którymi znajduje się warstwa zbudowana z zamkniętych, korzystnie prostokątnych woreczków zawierających ciecz, w tym taką, której lepkość wzrasta wraz ze wzrostem szybkości ścinania, znamienny tym, że zbudowany jest, licząc od strony ostrzału pociskami (7), z warstwy metalowej (6), korzystnie wykonanej ze stali bainitycznej, korzystnie ze strukturami nanokrystalicznymi, o wytrzymałości na rozerwanie (R_m) nie mniejszej niż 1,8 GPa oraz wydłużeniu względnym (A) 2-16%, albo ze stali maraging, korzystnie ze strukturami nanokrystalicznymi, o wytrzymałości na rozerwanie (Rm) nie mniejszej niż 2 GPa oraz wydłużeniu względnym (A) 7-8%, albo ze stali amorficzno-nanokrystalicznej o wytrzymałości na rozerwanie (Rm) niemniejszej niż 2 GPa oraz wydłużeniu względnym (A) 4%, przedniego stosu warstw (3) wykonanych z tworzywa sztucznego, korzystnie, składającego się z kilku albo kilkunastu warstw (3) aramidowych i/lub polietylenowych, warstwy zbudowanej z zamkniętych woreczków (1) zawierających ciecz (2), której lepkość wzrasta wraz ze wzrostem szybkości ścinania, oraz tylnego stosu warstw (4) wykonanych z tworzywa sztucznego, korzystnie, składającego się z kilku albo kilkunastu warstw (4) aramidowych i/lub polietylenowych.

4. Pancerz elastyczny według zastrz. 3, znamienny tym, że warstwa metalowa (6) zbudowana jest z płytek kwadratowych, korzystnie o długości boku wynoszącym 50 mm albo 100 mm oraz grub ości 1-5 mm.