RU125326U1

RU125326U1 - MULTILAYERED ARRAY

Info

Publication number: RU125326U1
Application number: RU2012118149/12U
Authority: RU
Inventors: Светлана Евгеньевна Алексенцева; Игорь Владиславович Захаров
Filing date: 2012-05-03
Publication date: 2013-02-27

Abstract

Полезная модель относится к инженерным средствам броневой защиты от пуль стрелкового оружия и осколков.The utility model relates to the engineering means of armor protection from small arms bullets and fragments.

Предлагаемая полезная модель - отдельный элемент многослойной бронеконструкции, состоящей из стального наружного и внутреннего листов с пакетом из керамических пластин внутри. Керамический пакет обеспечивает диссипацию энергии пули, внутренний стальной лист выполняет окончательно останавливающую функцию. Компоновка конструкции, как пакета из стальных листов с заполнением, позволяет изготовить отдельные законченные бронеэлементы небольшой площадью. Каждый бронеэлемент имеет самоклеящуюся подложку, что позволяет реализовать эффективную мобильную бронезащиту за счет быстрого наклеивания бронеэлементов на защищаемую поверхность.The proposed utility model is a separate element of multi-layer armored structures, consisting of steel outer and inner sheets with a package of ceramic plates inside. The ceramic package provides the dissipation of the energy of the bullet, the inner steel sheet performs the definitive stopping function. The layout of the structure, like a package of steel sheets with a filling, makes it possible to manufacture individual finished armored elements with a small area. Each armor element has a self-adhesive backing that allows for effective mobile armor protection due to the fast gluing of armor elements onto the surface to be protected.

Полезная модель с использованием клеящихся бронеэлементов направлена на повышение бронестойкости при максимальном снижении затрат на материалы и минимизацию затрат на технологию изготовления, так как выполнена из доступных строительных материалов. The utility model with the use of adhesive armor elements is aimed at increasing the armor resistance while minimizing the cost of materials and minimizing the cost of manufacturing technology, since it is made of available building materials.

Description

Известны различные конструкции многослойной системы с керамикой, например, многослойная броня, которая содержит лицевой и тыльный керамические слои с вибропоглощающим слоем между ними [RU 2064647 C1, 27.07.1996]. Толщина тыльного слоя равна двум третям толщины лицевого слоя, а толщина вибропоглощающего слоя рассчитывается в зависимости от толщины лицевого слоя, а также максимально возможной скорости взаимодействия ударника с броней и скорости распространения упругих волн в материале керамики. Недостатком данных конструкций из керамики без учета других характеристик керамического материала является возможное образование осколочного поля или растрескивание при использовании хрупкой керамики, а также высокая дороговизна.There are various designs of a multilayer system with ceramics, for example, multi-layered armor, which contains the front and back ceramic layers with a vibration-absorbing layer between them [RU 2064647 C1, 07.27.1996]. The thickness of the back layer is equal to two thirds of the thickness of the face layer, and the thickness of the vibration-absorbing layer is calculated depending on the thickness of the face layer, as well as the maximum possible speed of interaction between the striker and the armor and the velocity of propagation of elastic waves in the ceramic material. The disadvantage of these ceramic constructions without taking into account other characteristics of the ceramic material is the possible formation of a fragmentation field or cracking when using fragile ceramics, as well as high cost.

Прототипом является многослойная броня [патент США №6497966, МКИ B32B 15/08, F41H 5/02, Н Кл. 428/626, публ. 2002 г.]. Броня состоит из наружного керамического слоя или сплава с твердостью выше 27HRC, промежуточного слоя из алюминиевого или другого сплава с твердостью менее 27HRC и тыльного слоя из полимерного композиционного материала, скрепленные между собой полимерным намоточным композиционным материалом. Недостатками данной конструкции с точки зрения инженерных средств защиты являются значительное снижение бронестойкости при вторичных попаданиях пули, сложная технология изготовления при высоких затратах на материалы.The prototype is a multi-layered armor [US patent No. 6497966, MKI B32B 15/08, F41H 5/02, H Cl. 428/626, publ. 2002]. Armor consists of an outer ceramic layer or alloy with a hardness higher than 27HRC, an intermediate layer of aluminum or another alloy with a hardness of less than 27HRC and a back layer of a polymer composite material bonded to each other with a polymer winding composite material. The disadvantages of this design from the point of view of engineering means of protection are a significant reduction in armor for secondary bullet hits, complex manufacturing technology at high cost of materials.

В настоящее время все еще появляются «горячие» точки в различных непрогнозируемых областях РФ. Высоко востребованной может оказаться внеплановая защита гражданского сектора, в том числе учебных заведений, охранных узлов предприятий, пассажирско-перевозочных пунктов и т.п. Поэтому эффективные бронеконструкции быстрого развертывания с минимальными затратами на материалы и их доступность должны быть в арсенале защитных средств как комплектующие.Currently, there are still hot spots in various unpredictable areas of the Russian Federation. The unplanned protection of the civil sector, including educational institutions, security hubs of enterprises, passenger and transportation points, etc., may be in high demand. Therefore, effective armored rapid deployment with minimal cost of materials and their availability should be in the arsenal of protective equipment as components.

Полезная модель с использованием клеящихся бронеэлементов направлена на повышение бронестойкости при максимальном снижении затрат на материалы и минимизацию затрат на технологию изготовления, так как выполнена из доступных строительных материалов. Реализуется простота монтажа конструкции при срочной внеплановой и нетиповой защите с акцентом на гражданский сектор и основной функцией сплошного коврового выстилания в один или два слоя простых и сложных поверхностей (плоскости, острые и закругленные углы, отверстия и т.п.). Область применения: для самостоятельной защиты гражданских входных дверей, способных выдержать вес быстрым ковровым выстиланием с возможностью легко снять "ковер", а также для защиты простреливаемых дверных глазков, замочных скважин, дверей автомобилей и бензобаков; в ведомственных и частных местах общего пользования (двери в офисы, кладовые и хранилища, усиление барьеров, общественных трибун, стоек, слабых стен, постов ГИБДД, временных постов); в качестве защиты перевозимых взрывоопасных грузов, дающих мощный разброс осколков; как основа облицовки задних стенок частных тиров; как комплектующий состав МЧС. Изобретение обеспечивает простоту монтажа и демонтажа бронезащиты локальных простреливаемых зон.The utility model with the use of adhesive armor elements is aimed at increasing the armor resistance while minimizing the cost of materials and minimizing the cost of manufacturing technology, since it is made of available building materials. The simplicity of installation of the structure is realized with urgent unplanned and atypical protection with an emphasis on the civilian sector and the main function of continuous carpet lining in one or two layers of simple and complex surfaces (planes, sharp and rounded corners, holes, etc.). Scope: for self-protection of civil entrance doors that can withstand the weight of a quick carpet lining with the ability to easily remove the "carpet", as well as to protect the sweep door peepholes, keyholes, car doors and fuel tanks; in departmental and private common areas (doors to offices, storerooms and storage, strengthening of barriers, public stands, racks, weak walls, traffic police posts, temporary posts); as protection of transported explosive cargoes, giving a powerful scatter of fragments; as a basis for facing the rear walls of private shooting galleries; as part of the MOE. The invention provides ease of installation and disassembly of the bodyguard of the local shot zones.

Техническим результатом предлагаемой бронеконструкции является повышение бронестойкости, а также простоты монтажа конструкции при использовании в качестве инженерного средства бронезащиты с максимальным снижением затрат на материалы, так как сконструирована из доступных строительных конструкционных материалов.The technical result of the proposed armor is increased armor resistance, as well as ease of installation of the structure when used as an engineering means of armor with maximum reduction in material costs, as designed from the available building materials of construction.

Технический результат достигается за счет того, что многослойная броня, содержащая последовательно расположенные слои с керамикой, отличающаяся тем, что выполнена как отдельные бронеэлементы небольшой площадью в виде каркаса из наружного листа толщиной 0,5 мм и внутреннего листа толщиной 6 мм из стали с механическими характеристиками не ниже, чем Ст.3, с двухслойным керамическим пакетом между стальными листами, каждый из керамических слоёв толщиной 8 мм, выполненный из промышленной напольной керамической плитки с модулем упругости при сжатии не менее 350 МПа, пределом прочности при сжатии и при изгибе соответственно не менее 55 МПа и 28 МПа, причем каждый из бронеэлементов имеет самоклеящуюся подложку. Усиленная многослойная броня во втором примере, имеет в конструкции бронеэлемента керамический пакет, размещенный между наружным и внутренним стальными листами, содержащий дополнительный с промежуточный стальной лист толщиной 0,5 мм из стали Ст.3, причем толщина внутреннего стального листа составляет 4 мм.The technical result is achieved due to the fact that multi-layered armor containing successive layers with ceramics, characterized in that it is made as separate armor elements with a small area in the form of a skeleton made of an outer sheet 0.5 mm thick and an inner sheet 6 mm thick made of steel with mechanical characteristics not lower than Art. 3, with a two-layer ceramic package between steel sheets, each of the 8 mm thick ceramic layers, made of industrial floor tiles with elastic modulus in compression TII is not less than 350 MPa, the compressive strength and flexural respectively not less than 55 MPa and 28 MPa, and each of armor elements has a self-adhesive substrate. The reinforced multilayer armor in the second example has a ceramic bag in the design of an armor element placed between the outer and inner steel sheets containing an additional 0.5 mm thick intermediate steel sheet made of steel 3, and the inner steel sheet thickness is 4 mm.

В примере 1 предлагаемая многослойная конструкция брони состоит из последовательно расположенных стального наружного и внутреннего листов с пакетом из керамических пластин. Многослойная броня, в соответствии с рисунком 1, включает наружный 1 и внутренний лист 2 из стали с промежуточным керамическим пакетом 3 из двух пластин.In example 1, the proposed multi-layer armor design consists of consecutive steel outer and inner sheets with a package of ceramic plates. Multilayer armor, in accordance with Figure 1, includes outer 1 and inner sheet 2 of steel with an intermediate ceramic bag 3 of two plates.

Данная конструкция обеспечивает повышение бронестойкости и снижение материальных затрат реализуется за счет применения доступных самых дешевых конструкционных материалов. При сравнении с дм² броневой стали или слоистой брони стоимость снизится в 7-10 раз. Так, наружный и внутренний листы могут быть выполнены из стали с механическими характеристиками не ниже, чем у стали Ст.3, имеющей в состоянии поставки предел прочности 380-470 МПа, предел текучести 240 МПа и твердость 120-150 НВ, относительное удлинение 27%. Толщина наружного листа стали 0.2-0.5 мм, который предназначен для «герметизации» выброса материала керамики при вхождении пули, удерживая на месте зону высокого давления сопротивления пуле. Внутренний стальной лист толщиной 6 мм, который предназначен для удержания на месте всего керамического слоя при прохождении керамики пулей и гашения остаточной энергии пули, а также ее остановки.This design provides increased armor resistance and reduced material costs is realized through the use of affordable cheapest construction materials. When compared with dm ² armor steel or layered armor cost will decrease by 7-10 times. Thus, the outer and inner sheets can be made of steel with mechanical characteristics not lower than that of steel Art. 3, which has a tensile strength of 380-470 MPa, a yield strength of 240 MPa and a hardness of 120-150 HB, an elongation of 27% . The thickness of the outer sheet of steel is 0.2–0.5 mm, which is intended to “seal” the ejection of the ceramic material when a bullet enters, keeping the high pressure resistance zone of the bullet in place. Internal steel sheet with a thickness of 6 mm, which is designed to hold the entire ceramic layer in place during the passage of ceramic bullet and quenching the residual energy of the bullet, as well as its stop.

Промежуточный керамический слой может быть выполнен из керамических плит толщиной 8 мм, с модулем упругости при сжатии 350 МПа, пределом прочности при сжатии и при изгибе соответственно не менее 55 МПа и 28 МПа.The intermediate ceramic layer can be made of ceramic plates with a thickness of 8 mm, with a modulus of elasticity under compression of 350 MPa, a limit of compressive strength and bending, respectively, of at least 55 MPa and 28 MPa.

Проведены испытания бронеконструкции с керамическим пакетом из двух плит. Испытания проводились на базе Самарского государственного технического университета Инженерно-технологического факультета. Производилась серия выстрелов пулями 7.62 мм ЛПС патрона 57-Н-323С из снайперской винтовки Драгунова СВД с дистанции 5 м. Дульная скорость пули по хронографу "Completiv Edge Dynamic (CED) Millenium" находится в интервале 820-830 м/с. При визуальной оценке внутренний лист выдержал удар и остановил пулю без сквозного пробития бронеконструкции. Внутренний стальной лист имеет небольшую выпуклость высотой несколько миллиметров, запас прочности пластины остался очень большим.Tested armored with a ceramic package of two plates. The tests were carried out on the basis of the Samara State Technical University of the Faculty of Engineering and Technology. A series of shots with 7.62 mm LPS bullets of the 57-Н-323С cartridge from the Dragunov SVID sniper rifle from a distance of 5 m was made. The muzzle velocity on the chronograph "Completiv Edge Dynamic (CED) Millenium" is in the range of 820-830 m / s. At a visual assessment, the inner sheet withstood the blow and stopped the bullet without penetrating through the armored structure. The inner steel sheet has a slight bulge a few millimeters in height, the safety margin of the plate remains very large.

Данная конструкция обеспечивает защиту по 5 классу ГОСТ Р 51112-97 при выстреле из винтовки СВД пулями 7.62 мм ЛПС патрона 57-Н-323С.This design provides protection to class 5 of GOST R 51112-97 when fired from a SVD rifle with 7.62 mm LPS bullets of a 57-H-323S cartridge.

В примере 2 конструкция брони отличается от вышеприведенной тем, что между наружным 1 и внутренним 2 стальными листами используется керамический пакет 3 с разделительным стальным листом 4 внутри. Толщина промежуточного стального листа, выполненного из стали Ст.3 составляет 0.2-0.5 мм (рис.2). Средний стальной лист предотвращает вторичный выброс со второй керамической пластины и обеспечивает сохранение зоны повышенного давления керамической массы, что обеспечивает повышение общей бронестойкости пакета, или уменьшение толщины внутреннего стального листа до 4-5 мм.In example 2, the design of the armor differs from the above in that between the outer 1 and inner 2 steel sheets a ceramic bag 3 is used with a separating steel sheet 4 inside. The thickness of the intermediate steel sheet, made of steel Art. 3 is 0.2-0.5 mm (Fig.2). The middle steel sheet prevents secondary ejection from the second ceramic plate and ensures the preservation of the high pressure zone of the ceramic material, which increases the overall armor resistance of the package, or reduces the thickness of the internal steel sheet to 4-5 mm.

В результате испытаний данной бронеконструкции при выстреле с дистанции 5 м из винтовки СВД пулями 7.62 мм ЛПС патрона 57-Н-323С реализуется гарантированная защита без сквозного пробития внутреннего стального листа пулей, имеется небольшая выпуклость на внутреннем задерживающем листе. Данная конструкция обеспечивает защиту по 5 классу ГОСТ Р 51112-97.As a result of testing this armored vehicle when fired from a distance of 5 m from a SVD rifle with 7.62 mm bullets LPS of the 57-H-323C cartridge, guaranteed protection is realized without a through bullet through the internal steel sheet, there is a slight bulge on the internal retention sheet. This design provides protection to class 5 GOST R 51112-97.

Claims

1. Multi-layered armor containing successive layers with ceramics, characterized in that it is made as separate armor elements with a small area in the form of a frame made of an outer sheet 0.5 mm thick and of an inner sheet 6 mm thick made of steel with mechanical characteristics not lower than Art. 3, with a two-layer ceramic package between steel sheets, each of the 8 mm thick ceramic layers, made of industrial ceramic floor tiles with a modulus of elasticity at compression of at least 350 MPa, compressive strength Flexural respectively not less than 55 MPa and 28 MPa, and each of armor elements has a self-adhesive substrate.

2. Multi-layer armor according to claim 1, characterized in that in the design of the armor element a ceramic bag placed between the outer and inner steel sheets contains an additional intermediate steel sheet 0.5 mm thick made of steel 3, and the thickness of the inner steel sheet is 4 mm