RU111906U1 - Броня композиционная автомобильная для защиты от бронебойных пуль и осколков - Google Patents

Abstract

Броня композиционная автомобильная для защиты от бронебойных пуль и осколков. Полезная модель относится к области защиты подвижных транспортных средств, а именно автомобилей от воздействия боевых снарядов противника, а именно к области средств защиты людей, находящихся внутри автомобилей и защиты груза и приборов от бронебойных пуль калибром до 12,7 мм и осколков осколочно-фугасного взрывного устройства. Послойный разрез брони изображен на фигуре. Броня состоит из семи слоев, выполненных из разного материала и склеенных между собой разными клеями. Стальная гомогенная броня для защиты от бронебойных пуль калибром до 12,7 мм имеет толщину 20 мм и вес 300 кг/кв.м. Такой вес броневой защиты на автомобильной технике эффективно применять невозможно. Предлагаемая полезная модель решает проблему разумного веса брони и надежной защиты от бронебойных нуль калибром до 12,7 мм. Первый слой 1 имеет толщину 5 мм и выполнен из композиционного материала, изготовленного на основе высокопрочного высокомодульного полиэтиленового волокна, пропитанного полимерным составом из эпоксидной смолы. Этот слой предназначен для придания полезной модели, жесткости и защиты от низкоэнергетических ударов. Второй слой 10 выполнен склеенным полимерным составом из полиуретановой смолы, набором отдельных элементов броневой керамики. Элементы имеют цилиндрическую 11 и прямоугольную форму 9 с толщиной от 7 мм до 30 мм в зависимости от места расположения брони на автомобиле или другом транспортном средстве. Керамика цилиндрической формы, торцевой поверхностью приклеивается к верхнему слою керамики прямоугольной формы. Отдельные цилиндры склеены между собой полимерным составом из полиуретановой смолы 2. Между собой пластинки прямоугольной формы склеены полимерным составом из полиуретановой смолы 2. Второй слой приклеен к первому и третьему слою полимерным составом из полиуретановой смолы 2. Третий слой 8 имеет толщину от 10 мм до 15 мм в зависимости от толщины второго слоя и выполнен из композиционного материала, изготовленного на основе высокопрочного высокомодульного полиэтиленового волокна, пропитанного полимерным составом из эпоксидной смолы. Третий слой останавливает осколки разрушенной керамики и увеличивает площадь передачи энергии нули на четвертый слой. Четвертый слой 7 выполнен из нетканого материала толщиной от 15 мм до 100 мм из высокопрочного высокомодульного полиэтиленового волокна, толщина четвертого слоя зависит от толщины второго слоя. Четвертый слой является останавливающим. Пятый -демпфирующий слой 6, выполнен из упругого материала, например технического войлока или изолона, толщиной 10 мм. Пятый слой приклеен к четвертому слою и шестому слою полимерным составом из полиуретановой смолы 3. Шестой слой 5 имеет толщину от 10 мм до 15 мм в зависимости от толщины второго слоя и выполнен из композиционного материала, изготовленного на основе высокопрочного высокомодульного полиэтиленового волокна, пропитанного полимерным составом из эпоксидной смолы. Шестой слой рассеивает и поглощает остаточную кинетическую энергию пули или осколков. Шестой слой приклеен к седьмому слою полимерным составом из эпоксидной смолы 3. Композиционный материал шестого слоя предназначен для защиты седьмого слоя от ударного разрушения. Седьмой слой полезной модели 4 выполнен из поликарбоната толщиной 15 мм, с ударной прочностью не менее 450 кДж/м². Седьмой слой предназначен для придания полезной модели стойкости к фугасному воздействию осколочно-фугасного взрывного устройства и жесткости.

Description

Броня композиционная автомобильная для защиты от бронебойных пуль и осколков.

Полезная модель относится к области защиты подвижных транспортных средств, а именно автомобилей от воздействия боевых снарядов противника, а именно к области средств защиты людей, находящихся внутри автомобилей и защиты груза и приборов от бронебойных пуль калибром до 12,7 мм и осколков осколочно-фугасного взрывного устройства. Могущество действия по цели современных бронебойных пуль калибра до 12,7 мм не позволяет применять в качестве защиты броню из стали, так как ее толщина должна быть не менее 20 мм. Вес гомогенной брони из стали такой толщины (300 кг/кв.м) превышает разумные пределы грузоподъемности автомобилей и других колесных транспортных средств. Предлагаемая полезная модель решает проблему разумного веса и надежной защиты, так как изготовлена из наиболее легких для современного уровня техники защитных броневых материалов. Высокопрочное высокомодульное полиэтиленовое волокно имеет плотность 0,97 г/см³ и высокие прочностные свойства. В таблице 1 приведены сравнительные свойства современных материалов, применяемых для производства брони. Таблица 1. Сравнительные свойства материалов.

Материал	Плотность, г/см3	Прочность, кг/мм2	Удельная прочность, км	Модуль, упругости, ГПа	Удельный модуль, км	Разрывное удлинение, %
Сталь	7.80	220	28	210	2692	0.8
Титан	4.5	60-160	13-36	80-120	1778-2667	-
Алюминий	2.8	80	29	73	2607	1.0
Волокно углеродное Carbon HS	1.78	340	191	240	13483	1.4
Волокно арамидное Kevlar-129	1.44	320	222	75-98	5208-6806	3.6
Волокно стеклянное Е	2.60	350	135	72	2769	4.8
Волок, вые. прочн. высокомодульное полиэтиленовое	0.97	340	351	107-110	11031-11340	3,8

Броневая керамика имеет вес в три - четыре раза меньше чем стальная гомогенная броня. Существуют патенты, имеющие технические решения аналогичные решениям, предлагаемым в полезной модели. Например.

Аналог 1. БРОНЕЭЛЕМЕНТ И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ Патент RU 2080544 С1) МПК 6 F41H 1/02, F41H 5/04 Заявитель(и):

Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики (RU) Патентообладатель(и): Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики (RU), Global Environment Safety (US) Использование: броневая защита для людей и транспортных средств от пулевых поражений. Сущность изобретения. В бронеэлементе, содержащем керамическую плитку 1, установленную на слоистой подложке 2 из высокомодульной органической ткани, пропитанной клеем, заключенные в слоистую оболочку 5 из высокомодульной органической ткани, подложка 2 выполнена охватывающей керамическую плитку 1 по боковой поверхности, а на керамической плитке 1 с подложкой 2 установлен по всей поверхности слой 4 из пластичного полимера, например, полиэтилена. Механическая прочность подложки 2 может превышать механическую прочность слоистой оболочки 5. Между керамической плиткой 1 и слоистой подложкой 2, может быть установлен амортизирующий слой 3, который может быть выполнен из металлорезины. Способ изготовления бронеэлемента заключается в том, что керамическую плитку 1 облицовывают с одной стороны и по боковым поверхностям слоями высокомодульной органической ткани, пропитанной клеем на связующем горячего отверждения. Затем на керамическую плитку 1 с подложкой 2 наносят покрытие из пластичного полимера и наматывают на полученную заготовку по всей поверхности высокомодульную органическую ткань, пропитанную клеем. Покрытие из пластичного полимера можно наносить распылением частиц термопластичного полимера из кипящего слоя. В аналоге 1 применяется керамическая плитка в сочетании со слоистой подложкой из высокомодульной ткани и амортизирующим слоем. Это решение аналогично предлагаемому в полезной модели. Но, аналог 1 не имеет в своем составе слоя из нетканого материала из высокопрочного высокомодульного полиэтиленового волокна, не пропитанного клеевым составом и цилиндрической керамики. Эти слои обеспечивают предлагаемой полезной модели технический результат в виде защиты от бронебойных пуль калибром 12.7 мм и осколков осколочно-фугасного взрывного устройства. Аналог 2. БРОНЕВАЯ ЗАЩИТА Патент RU 2247301 (С2) МПК 7 F41H 1/02, F41H 5/04 Авторы: Кужель М.П.: (RU). Иванов Г.И. (1Щ),Шебалов А.В. (RU) Патентообладатель(и): Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство Российской Федерации по атомной энергии - Минатом РФ (RU),Федералыюе государственное унитарное предприятие Российский федеральный ядерный центр-Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики-ФГУП РФЯЦ ВНИИЭФ (RU) Изобретение относится к устройствам броневой защиты и может быть использовано для защиты помещений, хранилищ, сейфов, инкассаторских машин от воздействия пуль стрелкового оружия. Заявлено устройство броневой защиты, содержащее лицевой керамический слой, прилегающую к нему подложку из композиционного материала, заключенные в оболочку. Керамический слой и подложка выполнены замкнутыми. Оболочка повторяет форму керамического слоя. На поверхность подложки, противолежащую поверхности, прилегающей к керамическому слою, между оболочкой и керамическим слоем введен дополнительный слой из упругого материала. Технический результат изобретения заключается в повышении стойкости к пулевому воздействию за счет уменьшения краевых эффектов. Повышение надежности броневой защиты обеспечивается при уменьшении массы и габаритов устройства.

В аналоге 2 применяется лицевой керамический слой в сочетании с подложкой из композиционного материала и амортизирующим слоем. Это решение аналогично предлагаемому в полезной модели. Но, аналог 2 не имеет в своем составе слоя из нетканого материала из высокопрочною высокомодульного полиэтиленового волокна и цилиндрической керамики. Эти слои обеспечивают полезной модели технический результат в виде защиты от бронебойных пуль калибром 12.7 мм и осколков осколочпо-фугасного взрывного устройства. За прототип предлагаемой полезной модели взят патент на изобретение Общества с ограниченной ответственностью "Научно-производственный Центр СПЛАВ" 107061, Москва, Преображенский вал, д.24, корп.1. (RU) КОМПОЗИЦИОННАЯ БРОНЯ, СРЕДСТВА ЗАЩИТЫ ТЕХНИКИ ОТ БРОНЕБОЙНЫХ ПУЛЬ. Изобретение относится к средствам защиты техники от бронебойных пуль и снарядов, в частности к используемой для этих целей композиционной броне. Предложена композиционная броня, содержащая дробяще-отклоняющий слой и задерживающий слой. Дробяще-отклоняющий слой состой г из отдельных корундовых элементов, выполненных в виде цилиндров с одним или двумя выпуклыми торцами, соединенных в единую панель связующим на основе полимеров и расположенных своими осями по нормали к наружной поверхности брони. Задерживающий слой выполнен из алюминиевого сплава или стали. Дробяще-отклоняющий и задерживающий слои размещены с зазором более 1 мм или между дробяще-отклоняюшим и задерживающим слоями размещен слой материала с модулем упругости при сжатии менее 40 ГПа. В прототипе применяются слои в виде набора цилиндрических корундовых (керамических) элементов, металлической пластины и слоем материала с модулем упругости при сжатии менее 40 ГПа. Это решение аналогично предлагаемому в полезной модели. Но прототип не имеет в своем составе слоев из плоской керамики, композиционного материала и нетканого материала из высокопрочного высокомодульного полиэтиленового волокна. Наличие этих слоев обеспечивает предлагаемой полезной модели технический результат в виде защиты от бронебойных пуль калибром 12.7 мм, осколков осколочно-фугасного взрывного устройства и оптимальных весовых характеристик. На фигуре показана броня, состоящая из семи слоев, предназначенных для гашения поражающей энергии пули и осколка разными физическими способами, для этого слои выполнены из разного материала и склеены между собой разными клеями. Первый слой 1 имеет толщину 5 мм и выполнен из композиционного материала, изготовленного на основе высокопрочного высокомодулыюго полиэтиленового волокна, пропитанного полимерным составом из эпоксидной смолы. Этот слой предназначен для придания полезной модели устойчивой геометрической формы и жесткости. Внешней защиты полезной модели от не боевых повреждений при эксплуатации транспортных средств в тяжелых условиях. Или защиты от боевых повреждений низкоэнергетическими осколками и пулями. Наличие этого слоя делает броню более долговечной и экономичной в эксплуатации. Второй слой 10 выполнен из склеенного полимерным составом из полиуретановой смолы 2, набора отдельных элементов броневой керамики. Элементы имеют цилиндрическую 11 и прямоугольную форму 9 с толщиной от 7 мм до 30 мм в зависимости от места расположения брони на автомобиле или другом подвижном объекте. Керамика цилиндрической формы торцевой частью, приклеивается под первым слоем и поверх керамики прямоугольной формы. Элементы цилиндрической формы между собой также склеены полимерным составом из полиуретановой смолы. Второй слой приклеен к первому и третьему слою, полимерным составом из полиуретановой смолы 2. Цилиндрическая керамика встречает пулю и гасит энергию удара за счет рассеивания по большой площади и вовлечения в процесс множества цилиндров, из них один - два цилиндра подвергаются хрупкому разрушению. Пуля кроме потери энергии отклоняется от траектории. К слою цилиндрической керамики, полимерным составом из полиуретановой смолы 2 приклеены пластинки плоской керамики прямоугольной формы. Между собой пластинки плоской керамики прямоугольной формы также склеены полимерным составом из полиуретановой смолы. При ударе пули в пластинку плоской керамики, происходит стачивание фронтальной части пули, потеря массы пули за счет среза оболочки и сколов тела пули.

Пластинка плоской керамики разрушается на мелкие фрагменты, которые также становятся поражающими элементами. Третий слой 8 имеет толщину от 10 мм до 15 мм в зависимости от толщины второго слоя и выполнен из композиционного материала, изготовленного на основе высокопрочного высокомодульного полиэтиленового волокна, пропитанного полимерным составом из эпоксидной смолы. Третий слой останавливает опасные элементы разрушенной керамики и увеличивает площадь передачи энергии пули на четвертый слой. Четвертый слой 7 выполнен из нетканого материала толщиной от 15 мм до 100 мм из высокопрочного высокомодульного полиэтиленового волокна, толщина четвертого слоя зависит от толщины второго слоя. Четвертый слой является останавливающим. В нем нуля тормозится энергией растяжения и разрыва высокопрочных высокомодульных полиэтиленовых волокон и останавливается. Физические процессы торможения поражающего осколка осколочно-фугасного взрывного устройства имеют отличия, основанные на разнице в твердости и геометрической форме пули и осколка. Для предлагаемой полезной модели осколок является менее опасным, чем пуля калибром 12.7 мм. Так как дополнительный отъем энергии от осколка по сравнению с пулей происходит за счет большего количества высокопрочного высокомодульного полиэтиленового волокна взаимодействующего с осколком. Пятый слой 6 выполнен из упругого материала, например технического войлока или изолона, толщиной 10 мм. Пятый слой приклеен к четвертому слою и шестому слою полимерным составом из полиуретановой смолы 3. Пятый слой дает возможность нетканому материалу из высокопрочных высокомодульных полиэтиленовых волокон подвергаться вытягиванию в конце движения пули, без резких перегибов и разрыва. Вытягивание волокон значительно более эффективно гасит энергию, чем их разрывание. Шестой слой 5 имеет толщину от 10 мм до 15 мм в зависимости от толщины второго слоя и выполнен из композиционного материала, изготовленного на основе высокопрочного высокомодульного полиэтиленового волокна, пропитанного полимерным составом из эпоксидной смолы. Шестой слой приклеен к седьмому слою полимерным составом из эпоксидной смолы 3. Композиционный материал шестого слоя имеет большую твердость и ударную вязкость и предназначен для защиты седьмого слоя от возможного ударного разрушения фрагментами пули или осколками фугасного взрывного устройства. Седьмой слой выполнен из поликарбоната толщиной 15 мм, с ударной прочностью не менее 450 кДж/м². Седьмой слой предназначен для придания стойкости к фугасному воздействию осколочно-фугасного взрывного устройства и жесткости. Крепление полезной модели на автомобиле и других транспортных средствах может осуществляться снаружи и изнутри. Полезная модель может изготавливаться плоской формы или с плавными изгибами.

Claims (8)

1. Броня композиционная автомобильная для защиты от бронебойных пуль и осколков людей, находящихся внутри автомобильной техники или других подвижных транспортных объектов, от бронебойных пуль калибром до 12,7 мм и осколков осколочно-фугасного взрывного устройства, состоящая из нескольких слоев, отличающаяся тем, что состоит из семи слоев, выполненных из разного материала и склеенных между собой разными клеями.

2. Броня композиционная автомобильная для защиты от бронебойных пуль и осколков по п.1, отличающаяся тем, что первый слой имеет толщину 5 мм и выполнен из композиционного материала, изготовленного на основе высокопрочного высокомодульного полиэтиленового волокна, пропитанного полимерным составом из эпоксидной смолы.

3. Броня композиционная автомобильная для защиты от бронебойных пуль и осколков по п.1, отличающаяся тем, что второй слой выполнен из склеенных между собой полимерным составом из полиуретановой смолы набора отдельных элементов броневой керамики цилиндрической и прямоугольной формы толщиной от 7 мм до 30 мм в зависимости от места расположения брони на автомобиле или другом подвижном объекте, керамика цилиндрической формы торцевой частью приклеивается под первым слоем и поверх керамики прямоугольной формы, второй слой приклеен к первому и третьему слою полимерным составом из полиуретановой смолы.

4. Броня композиционная автомобильная для защиты от бронебойных пуль и осколков по п.1, отличающаяся тем, что третий слой имеет толщину от 10 мм до 15 мм в зависимости от толщины второго слоя и выполнен из композиционного материала, изготовленного на основе высокопрочного высокомодульного полиэтиленового волокна, пропитанного полимерным составом из эпоксидной смолы.

5. Броня композиционная автомобильная для защиты от бронебойных пуль и осколков по п.1, отличающаяся тем, что четвертый слой выполнен из нетканого материала толщиной от 15 мм до 100 мм из высокопрочного высокомодульного полиэтиленового волокна, толщина четвертого слоя зависит от толщины второго слоя.

6. Броня композиционная автомобильная для защиты от бронебойных пуль и осколков по п.1, отличающаяся тем, что пятый слой выполнен из упругого материала, например технического войлока или изолона, толщиной 10 мм, пятый слой приклеен к четвертому слою и шестому слою полимерным составом из полиуретановой смолы.

7. Броня композиционная автомобильная для защиты от бронебойных пуль и осколков по п.1, отличающаяся тем, что шестой слой имеет толщину от 10 мм до 15 мм в зависимости от толщины второго слоя и выполнен из композиционного материала, изготовленного на основе высокопрочного высокомодульного полиэтиленового волокна, пропитанного полимерным составом из эпоксидной смолы, шестой слой приклеен к седьмому слою полимерным составом из эпоксидной смолы.

8. Броня композиционная автомобильная для защиты от бронебойных пуль и осколков по п.1, отличающаяся тем, что седьмой слой выполнен из поликарбоната толщиной 15 мм с ударной прочностью не менее 450 кДж/м².