RU160385U1 - Защитный композит - Google Patents

Защитный композит Download PDF

Info

Publication number
RU160385U1
RU160385U1 RU2015112445/11U RU2015112445U RU160385U1 RU 160385 U1 RU160385 U1 RU 160385U1 RU 2015112445/11 U RU2015112445/11 U RU 2015112445/11U RU 2015112445 U RU2015112445 U RU 2015112445U RU 160385 U1 RU160385 U1 RU 160385U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
protective composite
layers
sandwich
corners
armor
Prior art date
Application number
RU2015112445/11U
Other languages
English (en)
Inventor
Борис Алексеевич Карпунькин
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Лаборатория "Строй-Энерго"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Лаборатория "Строй-Энерго" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Лаборатория "Строй-Энерго"
Priority to RU2015112445/11U priority Critical patent/RU160385U1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU160385U1 publication Critical patent/RU160385U1/ru

Links

Images

Landscapes

  • Aiming, Guidance, Guns With A Light Source, Armor, Camouflage, And Targets (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

Защитный композит.Защитный композит применяется для защиты техники от осколков снарядов, пуль и мин. Защитный композит содержащий сэндвич, включает в себя, по меньшей мере, три слоя склеенных между собой, первый и второй слой сэндвича включающего в себя, по меньшей мере, два препрега и уголки титанового или алюминиевого сплавов, третий слой защитного композита имеет сотовую конструкцию и изготавливается из полиуретана. Первый и второй слои сэндвича включают в себя монолиты, образованные из уголков титанового или алюминиевого сплавов, расположенных в одной плоскости с рабочей поверхностью защитного композита, уголки титанового или алюминиевого сплавов замоноличены между собой, по меньшей мере, двумя препрегами, выполненными с наполнителями. Наполнители, отличаются тем, что содержат корундовые нанотрубки на поверхности волокна в полиэтиленовой нити, или стеклонити, или базальтовой, нити, или ткани, или жгута, или ленты, толщина первого и второго слоя сэндвича аналогичны - от 10 до 50 мм. Процесс получения препрега с наполнителями начинается с металлизации полиэтиленового волокна, или стеклянного волокна, или базальтового волокна нанослоем алюминия с последующим окислением алюминия до корунда. Препреги пропитаны или покрыты термореактивным полимерным связующим веществом с целевой добавкой из алюмосиликатных микросфер, фуллерена С60 оксида кремния. Армирующим материалом первого и второго слоев являются уголки титанового или алюминиевого сплавов. Уголки имеют полку размером от 5 до 15 мм и толщину от 1 до 5 мм. Уголки расположены вплотную друг к другу открытой стороной к атакующей пуле, мине или осколку снаряда. Уголки замоноличиваются за счет плотной укладки на них и отверждения слоев препрега. Третий слой защитного композита имеет сотовую конструкцию и изготавливается из полиуретана твердостью 60-100 ед. по Шору А. Толщина третьего слоя от 10 до 20 мм. Сэндвич композита формируется путем склеивания первого, второго и третьего слоев сэндвича полимерным клеем. Для модульного наращивания бронезащитных свойств защитный композит может быть изготовлен путем склеивания из нескольких идентичных сэндвичей общий толщиной до 150 мм. Патенты, имеющие сходство с предлагаемым защитным композитом: патент РФ на полезную модель №112385 «Броня противоосколочная корабельная» и патент РФ на полезную модель №111906 «Броня композиционная автомобильная для защиты от бронебойных пуль и осколков». Отличием предлагаемой полезной модели является отсутствие слоев керамики и высокопрочного высокомодульного полиэтилена. Наиболее близким к заявляемой полезной модели является «Материал для пулезащитного средства», патент на изобретение РФ №2296941. Недостатком изобретения является то, что компоненты используемых материалов, а именно - арамидного и углеродного, являются дорогими по цене для средств защиты техники и срок гарантийного хранения арамидного волокна не превышает 4 лет, что для военной техники не приемлемо. Предлагаемая полезная модель поясняется чертежом, где на фигуре 1 изображен поперечный разрез сэндвича, состоящего из первого - 1, второго - 2, третьего слоев - 3. Поражающий элемент - 4. Защитный композит навешивается (закрепляется) на внешнюю сторону бронированного корпуса техники. При попадании пули, осколка снаряда или мины в защитный композит происходит стачивание, и разрушение головной части поражающего элемента с изменением траектории его движения. Рассеивание энергии удара на большую площадь. Третий слой сэндвича формирует оптимальную траекторию поражающего элемента для его взаимодействия с броней корпуса техники. Закрепление на поверхности бронированной техники защитного композита увеличивает бронестойкость и снижает общий вес брони техники в 2 раза. Например, при использовании защитного композита в конструкции бронированной техники с уровнем защиты по 3 классу повышается уровень защиты техники до класса 6, ГОСТ Р 50744-95, без значительного увеличении общего веса брони.

Description

Защитный композит применяется для защиты техники от осколков снарядов, пуль и мин. Защитный композит содержащий сэндвич, включающий в себя, три слоя склеенных между собой, первый и второй слой сэндвича включает в себя, два препрега и уголки алюминиевого сплава, третий слой защитного композита имеет сотовую конструкцию и изготавливается из полиуретана. Первый и второй слои сэндвича включают в себя монолиты, образованные из уголков алюминиевого сплава, расположенные в одной плоскости с рабочей поверхностью защитного композита, уголки алюминиевого сплава замоноличены между собой, двумя препрегами, выполненными с наполнителями, наполнители, отличающийся тем, что содержат корундовые нанотрубки на поверхности волокна в полиэтиленовой нити, толщина первого и второго слоя сэндвича аналогичны - от 10 мм до 50 мм. Процесс получения препрега с наполнителями начинается с металлизации полиэтиленового волокна нанослоем алюминия с последующим окислением алюминия до корунда путем диффузии поверхности алюминия атомами кислорода с последующей химической реакцией до получения корундовых нанотрубок. Корундовые нанотрубки на волокне получают путем обработки некрученого волокна в плазменном реакторе. Покрытие волокна алюминием осуществляется путем осаждения паров алюминия в вакууме в процессе плазменной обработки. Перед началом окисления алюминия до корунда, осуществляют крутку волокна, далее волокно вытягивают на 20%. При окислении алюминия до корунда волокна усаживают на 10%. Это обеспечивает улучшение адгезионных свойств крученого волокна. Повышается равномерность физико-химических свойств покрытия, из нанотрубок корунда. Основной особенностью получаемого результата является анизотропия механических свойств, определяемая ориентацией волокон в матрице в нескольких направлениях, что придает материалу повышенные прочностные свойства. Условием образования однородных слоев нанотрубок корунда является температура конденсации, температура осаждения, парциальное давление газовой среды. Используя конденсацию слабо пересыщенных паров и варьируя температуру, давление и силу тока в плазменном реакторе, можно эффективно управлять технологическим процессом с целью получения различных по структуре слоев нанотрубок корунда на поверхности волокна. Волокна после нанесения на поверхность корундовых нанотрубк, могут быть использованы, в виде полиэтиленовой нити после процесса ткачества, пропитки и покрытия термореактивным полимерным связующем веществом, для изготовления препрега, Препрега пропитаны и покрыты термореактивным полимерным связующим веществом с целевой добавкой из алюмосиликатных микросфер, фуллерена С60 оксида кремния. Армирующим материалом первого и второго слоев является уголки алюминиего сплава. Уголки имеют полку размером от 5 мм до 15 мм и толщину от 1 мм до 5 мм. Уголки расположены вплотную друг к другу открытой стороной к атакующей пуле, мине или осколку снаряда. Уголки замоноличиваются за счет плотной укладки на них и отверждения слоев препрега. Энергопоглощение и связанные с ним свойства препрегов пропитанных и покрытых термореактивным полимерным связующим веществом с целевой добавкой из алюмосиликатных микросфер, фуллерена С60 оксида кремния сконструированы путем добавления нанонаполнителя. Например, при добавлении в эпоксидную смолу твердого углерода (0,2 об. %), ударная вязкость улучшилась более чем на 200%. При добавлении наночастиц повышается жесткость при низком содержании наполнителя (1-2 об. %). Способность жестких наночастиц к рассеиванию энергии при высоких нагрузках зависит от следующих факторов: способности дисперсных частиц к отделению от матрицы и инициированию местного сдвига матрицы вблизи пустот и размера пустот. Таким образом, оптимальный минимальный размер жестких частиц для улучшения полимера должен удовлетворять двум основным требованиям: быть меньше, чем критический размер для разрушения полимера и иметь нарушение адгезии напряжения, которое является незначительным по сравнению с пределом текучести полимерной матрицы. Значительное улучшение ударной прочности препрегов пропитанных или покрытых термореактивным полимерным связующим веществом с целевой добавкой из алюмосиликатных микросфер, фуллерена С60 оксида кремния в том числе достигается и за счет расстояние между наночастицами. Расстояние между наночастицами относится к плотности распределения и среднему размеру частиц. Показывается значительное улучшение вязкости термореактивного полимерного связующего, когда расстояние между частицами становится меньше, чем диаметр частиц фуллерена С60 оксида кремния. Техническим результатом является повышение бронезащитных свойств защитного композита, поглощение кинетической энергии пули, осколка снаряда или мины, изменение направления их движения. Третий слой защитного композита имеет сотовую конструкцию и изготавливается из полиуретана твердостью 60-100 ед. по Шору А. Толщина третьего слоя от 10 до 20 мм. Расположения слоев сэндвича защитного композита следующее. Первый и второй слои сэндвича включают в себя монолиты, образованные из уголков алюминиевого сплава, расположенные в одной плоскости с рабочей поверхностью защитного композита, уголки алюминиевого сплава замоноличены между собой, двумя препрегами, выполненными с наполнителями. Толщина первого и второго слоя сэндвича аналогичны - от 10 мм до 50 мм. Третий слой защитного композита имеет сотовую конструкцию и изготавливается из полиуретана твердостью 60-100 ед. по Шору А. Толщина третьего слоя от 10 до 20 мм. Сэндвич композита формируется путем склеивания первого, второго и третьего слоев сэндвича полимерным клеем. Для модульного наращивания бронезащитных свойств защитный композит может быть изготовлен путем склеивания из нескольких идентичных сэндвичей общий толщиной до 150 мм. Патенты, имеющие сходство с предлагаемым защитным композитом являются. Патент РФ на полезную модель №112385 «Броня противоосколочная корабельная» и патент РФ на полезную модель №111906 «Броня композиционная автомобильная для защиты от бронебойных пуль и осколков». Общим в этих патентах является использование плазменных технологий и наноматериалов. Отличием является отсутствием в предлагаемом защитном композите слоев керамики и высокопрочного высокомодульного полиэтилена. Наиболее близким к заявляемой полезной модели является «Материал для пулезащитного средства», патент на изобретение РФ №2296941. Материал для пулезащитного средства, включающий не менее двух пакетов, причем пакеты связаны между собой полимерным связующим, каждый пакет представляет собой полимерный композиционный материал, состоящий из слоя арамидного наполнителя, пропитанного полимерным связующим, и слоя угленаполнителя, пропитанного полимерным связующим. Арамидный наполнитель состоит из двух слоев арамидной ткани, между которыми расположен слой арамидного волокна. Угленаполнитель состоит из двух слоев углеродной ткани, между которыми расположен слой углеродного волокна. Недостатком изобретения является то, что компоненты используемых материалов, а именно - арамидного и углеродного, являются дорогими по цене для средств защиты техники и срок гарантийного хранения арамидного волокна не превышает 4 года, что для военной техники не приемлемо. Предлагаемая полезная модель поясняется чертежом, где на фигуре 1 изображен поперечный разрез сэндвича, состоящего из первого - 1, второго - 2, третьего слоев - 3. Поражающий элемент - 4. Заявленное техническое решение защитного композита, как средства защиты техники от поражения пулями, осколками снарядов, минами, является новым, так как вышеизложенная совокупность существенных признаков этого решения, в том числе и в частных случаях, не известна из уровня техники. Оно имеет изобретательский уровень, так как для специалиста явным образом не следует из уровня техники, а также промышленно применимо, так как может использоваться в промышленности для защиты техники. Защитный композит навешивается (прикрепляется) на внешнюю сторону бронированного корпуса техники. При попадании пули, осколка снаряда или мины в защитный композит происходит стачивание, и разрушение головной части поражающего элемента с изменением траектории его движения. При прохождении пулей, миной или осколком снаряда защитного композита происходит рассеивание энергии удара на большую площадь. В случае пробития защитного композита поражающий элемент выходит из него с измененной траекторией движения, рысканьем (нутацией) и поврежденной головной частью. Третий слой сэндвича формирует оптимальную траекторию поражающего элемента для его взаимодействия с броней корпуса техники. Потеря энергии поражающего элемента в трех слоях сэндвича достигает 90%. Предложенная конструкция защитного композита перераспределяет энергию удара поражающего элемента на площадь в десятки раз большую, чем калибр поражающего элемента. Закрепление на поверхности бронированной техники защитного композита увеличивает бронестойкость и снижает общий вес брони техники в 2 раза. Например, при использовании защитного композита в конструкции бронированной техники с уровнем защиты по 3 классу повышается уровень защиты техники до класса 6, ГОСТ Р 50744-95, без значительного увеличении общего веса брони.

Claims (2)

1. Защитный композит, содержащий сэндвич, включающий в себя три слоя, склеенных между собой, первый и второй слой сэндвича включает в себя два препрега и уголки алюминиевого сплава, третий слой защитного композита имеет сотовую конструкцию и изготавливается из полиуретана.
2. 3ащитный композит по п.1, отличающийся тем, что первый и второй слои сэндвича включают в себя монолиты, образованные из уголков алюминиевого сплава, расположенные в одной плоскости с рабочей поверхностью защитного композита, уголки алюминиевого сплава имеют полку размером от 5 мм до 15 мм и толщину от 1 мм до 5 мм, уголки алюминиевого сплава расположены вплотную друг к другу открытой стороной к атакующей пуле, мины или осколку снаряда, уголки алюминиевого сплава замоноличены между собой двумя препрегами, выполненными с наполнителями, отличающийся тем, что содержат корундовые нанотрубки на поверхности волокна в полиэтиленовой нити, препреги пропитаны и покрыты термореактивным полимерным связующим веществом с целевой добавкой из алюмосиликатных микросфер, фуллерена С60 оксида кремния, толщина первого и второго слоя сэндвича аналогичны - от 10 мм до 50 мм.
Figure 00000001
RU2015112445/11U 2015-04-06 2015-04-06 Защитный композит RU160385U1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015112445/11U RU160385U1 (ru) 2015-04-06 2015-04-06 Защитный композит

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015112445/11U RU160385U1 (ru) 2015-04-06 2015-04-06 Защитный композит

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU160385U1 true RU160385U1 (ru) 2016-03-20

Family

ID=55660806

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015112445/11U RU160385U1 (ru) 2015-04-06 2015-04-06 Защитный композит

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU160385U1 (ru)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Haro et al. The energy absorption behavior of hybrid composite laminates containing nano-fillers under ballistic impact
Benzait et al. A review of recent research on materials used in polymer–matrix composites for body armor application
David et al. Ballistic resistant body armor: contemporary and prospective materials and related protection mechanisms
Akella et al. Composite armour—A review
US20120189808A1 (en) Laminate Materials and Dilatant Compounds for Ballistic Shielding
JP2010513836A (ja) 弾道抵抗性シートおよび弾道抵抗性物品
KR102046682B1 (ko) 강성 복합 탄도 장갑을 위한 원단
KR102462851B1 (ko) 탄도 방호 및 방검 방호의 생성을 위한 통기성 직물을 갖는 구조물
WO2002101319A1 (en) Laminated ballistic structure comprising alternating unidirectional and thermoplastic layers
AU2002348787A1 (en) Laminated ballistic structure comprising alternating unidirectional and thermoplastic layers
Obradović et al. Ballistic properties of hybrid thermoplastic composites with silica nanoparticles
CN108454194A (zh) 一种含uhmwpe纤维-泡沫铝夹芯的多层复合材料及其应用
Hanif et al. Influence of carbon nanotube inclusion on the fracture toughness and ballistic resistance of twaron/epoxy composite panels
Nitin et al. Ballistic performance of synergistically toughened Kevlar/epoxy composite targets reinforced with multiwalled carbon nanotubes/graphene nanofillers
Bilisik Impact-resistant fabrics (ballistic/stabbing/slashing/spike)
KR20130127674A (ko) 전단농화유체를 이용한 방탄복합재, 그 제조방법 및 그를 이용한 방탄복
Boussu The use of warp interlock fabric inside textile composite protection against ballistic impact
KR101887712B1 (ko) 방탄 제품
RU160385U1 (ru) Защитный композит
KR101723936B1 (ko) Cnt 함유 방탄섬유 복합체를 포함하는 방탄헬멧
KR20160053312A (ko) Cnt 또는 그라핀을 포함하는 방탄섬유 복합체 프리프레그의 제조방법 및 이에 의하여 제조된 방탄부재
KR101189457B1 (ko) 전단농화유체를 갖는 방탄재 및 그 제조 방법
CN114434917B (zh) 一种防侵彻材料及其制备方法和应用
RU2579585C1 (ru) Защитный композитный материал
KR20170081870A (ko) 경량 장갑재

Legal Events

Date Code Title Description
MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20180407