RU180507U1 - Композитная бронепанель - Google Patents
Композитная бронепанель Download PDFInfo
- Publication number
- RU180507U1 RU180507U1 RU2016109307U RU2016109307U RU180507U1 RU 180507 U1 RU180507 U1 RU 180507U1 RU 2016109307 U RU2016109307 U RU 2016109307U RU 2016109307 U RU2016109307 U RU 2016109307U RU 180507 U1 RU180507 U1 RU 180507U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- composite
- layers
- panel according
- layer
- intermediate layer
- Prior art date
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 57
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims abstract description 39
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims abstract description 30
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 18
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 claims abstract description 17
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 13
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 claims abstract description 13
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 claims abstract description 12
- 229920005596 polymer binder Polymers 0.000 claims abstract description 9
- 239000002491 polymer binding agent Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000004753 textile Substances 0.000 claims abstract description 7
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 claims abstract description 6
- 239000004760 aramid Substances 0.000 claims description 15
- 229920003235 aromatic polyamide Polymers 0.000 claims description 14
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 10
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 claims description 5
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims description 3
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000002146 bilateral effect Effects 0.000 claims description 3
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 abstract description 15
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 abstract description 6
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 abstract description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 5
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 66
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 14
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 7
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 5
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 5
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 5
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 3
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 208000014674 injury Diseases 0.000 description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 3
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 3
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 229910003465 moissanite Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 2
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 2
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 2
- 229910052580 B4C Inorganic materials 0.000 description 1
- 206010010254 Concussion Diseases 0.000 description 1
- 208000034656 Contusions Diseases 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- 229910000760 Hardened steel Inorganic materials 0.000 description 1
- NPXOKRUENSOPAO-UHFFFAOYSA-N Raney nickel Chemical compound [Al].[Ni] NPXOKRUENSOPAO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000746 Structural steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 229920006231 aramid fiber Polymers 0.000 description 1
- INAHAJYZKVIDIZ-UHFFFAOYSA-N boron carbide Chemical compound B12B3B4C32B41 INAHAJYZKVIDIZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 239000011195 cermet Substances 0.000 description 1
- ZPUCINDJVBIVPJ-LJISPDSOSA-N cocaine Chemical compound O([C@H]1C[C@@H]2CC[C@@H](N2C)[C@H]1C(=O)OC)C(=O)C1=CC=CC=C1 ZPUCINDJVBIVPJ-LJISPDSOSA-N 0.000 description 1
- 230000009514 concussion Effects 0.000 description 1
- 230000009519 contusion Effects 0.000 description 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- -1 for example Substances 0.000 description 1
- 230000003116 impacting effect Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N phenol group Chemical group C1(=CC=CC=C1)O ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- 231100000812 repeated exposure Toxicity 0.000 description 1
- 208000037974 severe injury Diseases 0.000 description 1
- 230000009528 severe injury Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F41—WEAPONS
- F41H—ARMOUR; ARMOURED TURRETS; ARMOURED OR ARMED VEHICLES; MEANS OF ATTACK OR DEFENCE, e.g. CAMOUFLAGE, IN GENERAL
- F41H5/00—Armour; Armour plates
- F41H5/02—Plate construction
- F41H5/04—Plate construction composed of more than one layer
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Aiming, Guidance, Guns With A Light Source, Armor, Camouflage, And Targets (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
Предлагаемая полезная модель относится к бронепреградам и может быть использована для изготовления средств индивидуальной защиты (СИЗ) от бронебойных пуль стрелкового оружия и осколков разорвавшихся боезарядов. Задачей предлагаемой полезной модели является обеспечение защиты живой силы и объектов техники от бронебойных пуль с сердечниками, имеющими высокую твердость и остроконечную головную часть. Технический результат заключается в увеличении живучести бронепанели, в уменьшении степени деформации тыльной части композитной бронепанели. Технический результат достигается композитной бронепанелью, состоящей из оболочки, имеющей фронтальную, тыльную и торцовую поверхности, фронтального слоя высокой твердости, расположенного в промежуточном слое и композитного основания, выполненного из слоев текстильных тканей на основе высокопрочных, высокомодульных нитей, соединенных полимерным связующим, при этом промежуточный слой выполнен в виде нанесенной с двух сторон на фронтальный слой композитного слоя, состоящего из слоев ткани, соединенных полимерным связующим, образуя двустороннее армирование фронтального слоя, при этом фронтальный слой высокой твердости выполнен из керамических плиток толщиной 4-10 мм, покрытых, как минимум, с одной стороны, ударопрочной пленкой толщиной 100-400 мкм и подложки из слоистого стеклотекстолита толщиной 4-10 мм, соединение слоев ткани композитного промежуточного слоя и основания выполнено посредством сетки, расположенной между слоями с нанесенным полимерным связующим. Кроме этого, соединение слоев ткани в промежуточном слое и композитном основании посредством сетки выполнено термореактивным полиуретановым связующим нанесения его на сетку из ткани с различным размером ячейки.
Description
Предлагаемая полезная модель относится к бронепреградам и может быть использована для изготовления средств индивидуальной защиты (СИЗ) (бронежилеты, бронещиты, броненакладки и др.) от бронебойных пуль стрелкового оружия и осколков разорвавшихся боезарядов, а также для использования при защите стационарных объектов и транспортных средств (бронемашин, БМП, БТР, автомобилей, летающих аппаратов, емкостей, контейнеров и др.).
Известна броня для защитного жилета от поражения пулями с высокой кинетической энергией с целью снижения травмы человека от их воздействия. Броня выполнена в виде нескольких расположенных одна рядом с другой плит из твердого материала, помещенных в вязкую на удар оболочку, и образующих компактный блок при соотношении массы блока к площади его тыльной поверхности не менее 2,8 Н/Дм2, причем площадь блока не менее 2,5 Дм2. (Патент RU 2062430, заявка №5051975 от 23.06.1992, МПК F41H 5/04).
У данного технического решения есть ряд недостатков, а именно, бронепанель не монолитна, а разделена на секции (плиты), плита, даже если она не будет пробита, нанесет сильнейшую травму человеку в связи с тем, что площадь плиты значительно меньше площади всего блока. Кроме этого, если плита выполнена из стали, то с учетом веса вязкой оболочки ее толщина должна находится в пределах 3,0-3,5 мм, что не является препятствием для пуль с закаленными стальными сердечниками, имеющими остроконечную головную часть. Если твердым материалом является керамика, то для обеспечения ее работоспособности в составе бронепанели ей необходим жесткий подпор с тыльной стороны, в противном случае, она будет просто раскалываться ввиду очень высокой хрупкости, пропуская сердечник пули. При попадании сердечника пули встык, между блоками, он практически беспрепятственно проходит через бронепанель.
Известно техническое решение, состоящее из композиционной системы, состоящей из четырех слоев: лицевого высокотвердого слоя керамики толщиной 1,5±0.2 мм одного из материалов: оксид алюминия - Al2O3, карбид кремния - SiC, карбид бора - B4O, подслоя, состоящего из пластичного и вязкого никель-алюминиевого (Ni+Al) сплава толщиной 0,1-0,15 мм, бронепанели из высокопрочной конструкционной стали и тканевого бронеслоя из ткани ТСВМ. Бронепанель обладать двумя важными свойствами, а именно, высокой твердостью поверхностного слоя, способного разрушить острую головную часть термоупрочненного стального сердечника пули БЗ-43 и необходимой вязкостью металла стальной бронепанели, достаточной для поглощения энергии удара пули без образования трещин и разрушения стальной брони. (Патент RU №2296288, заявка №2005117979 от 10.06.2005 г., МПК F41H 1/02 (2006.01)
Проведенные авторами предлагаемого изобретения исследования механизма пробития аналогичных бронепреград бронебойными патронами с сердечником из твердого сплава, имеющего остроконечную головную часть, показали, что высокопрочная сталь не является преградой для твердосплавного сердечника. В месте контакта сердечника и преграды, это достаточно малая площадь контакта, концентрируется огромное количество энергии, которой достаточно, что бы расплавить высокопрочную сталь, с сохранением остроконечной формы головной части сердечника. Тонкий поверхностный слой из высокопрочной керамики дает множество мелких осколков, в силу низкой трещиностойкости (коэффициент интенсивности напряжений К1с не более 4-5 МПа*м1/2) и также не разрушает сердечник из твердого сплава.
Чтобы при соударении твердосплавного сердечника пули с бронепреградой не происходило мелкой дефрагментации металлокерамических элементов, основной слой бронепреграды должна иметь твердость сопоставимую с твердостю сердечника пули, иметь высокую трещиностойкость (коэффициент интенсивности напряжений К1с МПа*м1/2) сопоставимую с трещиностойкостью твердого сплава марки ВК8, данное техническое решение не обладает данными свойствами.
Известна конструкция пулезащитной бронепанели позволяющая решить задачу пулестойкости и живучести средств бронезащиты, в частности бронежилета. Пулезащитная бронепанель, состоит из оболочки, фронтального слоя высокой твердости, расположенного в промежуточном слое и композитного основания, при этом промежуточный слой выполнен в виде нанесенной с двух сторон на фронтальный слой высокомодульной текстильной структуры, например ткани из арамидных или углеродных нитей или стеклоткани с полимерным связующим, например эпоксидным, полиуретановым или фенольным, образуя двустороннее армирование фронтального слоя, а композитное основание выполнено в виде плоской решетчатой фермы, причем несущие слои композитного основания выполнены из текстильного материала, например ткани, нетканой UD-структуры и проч. на основе высокопрочных, высокомодульных, комплексных и элементарных нитей, а равномерно распределенная узловая связь между слоями осуществлена полимерным связующим. Кроме этого двустороннее армирование фронтального слоя выполнено эквидистантно, частота равномерно распределенной узловой связи между слоями фермы задается плотностью переплетения комплексных нитей текстильной структуры, составляющей слой или способом нанесения связующего, полимерное связующее проходит между комплексными нитями, не проникая вглубь их, связывая только периферийные элементарные волокна. (Патент RU №2437053, заявка: 2010138206 от 15.09.2010, МПК F41H 1/02).
Данное техническое решение принято в качестве прототипа.
Указанная конструкция пулезащитной панели для бронежилета, позволяет в основном решить задачи обеспечения пулестойкости и живучести бронепанелей от патронов имеющих стальные сердечники. Керамическая плитка, принимающая основную часть кинетической энергии пули, размещенная в промежуточном слое бронепанели при соударении с сердечником пули из твердого сплава разрушается на мелкие фрагменты. Керамический материал обладает низкой трещиностойкостью. Последующие слой бронепанели обладают высокой вязкость разрушения, что не позволяет образовавшимся частицам керамики и оставшейся части пули пройти на вылет, но тем не менее образуется большая выпучина с тыльной стороны. Кроме этого, данная бронепаненель имеет не высокую живучесть.
Современные тактико-технические требования к средствам бронезащиты формулируют более высокие показатели живучести при воздействии высокоэнергетических бронебойных пуль и пуль повышенной пробиваемости винтовочных патронов калибром 7,62 и выше. Одновременно повышаются требования к уровню защиты человека от контузионной травмы при непробитии защитной композиции, при этом изделия должны быть технологичны, относительно легкими и экономичными при производстве.
Задачей предлагаемой полезной модели является обеспечение защиты живой силы и объектов техники от бронебойных пуль с сердечниками, имеющими высокую твердость и остроконечную головную часть.
В процессе решения поставленной задачи достигается технический результат, заключающийся в увеличение живучести бронепанели, в уменьшении степени деформации тыльной части композитной бронепанели.
Технический результат достигается композитной бронепанелью, состоящей из оболочки, имеющей фронтальную, тыльную и торцовую поверхности, фронтального слоя высокой твердости, расположенного в промежуточном слое и композитного основания, выполненного из слоев текстильных тканей на основе высокопрочных, высокомодульных нитей, соединенных полимерным связующим, при этом промежуточный слой выполнен в виде нанесенного с двух сторон на фронтальный слой композитного слоя, состоящего из слоев ткани соединенных полимерным связующим, образуя двустороннее армирование фронтального слоя, при этом фронтальный слой высокой твердости выполнен из керамических плиток толщиной 4-10 мм покрыты ударопрочной пленкой толщиной 100-400 мкм и подложки из слоистого стеклотекстолита толщиной 4-10 мм, соединение слоев ткани в промежуточном слое и композитном основании выполнено термореактивным полиуретановым связующим посредством сетки из базальтовой ткани с различным размером ячейки. Кроме этого, соединение слоев ткани в промежуточном слое и композитном основании посредством сетки выполнено термореактивным полиуретановым связующим путем нанесения его на сетку из тканей с различным размером ячейки, композитное основание состоит из слоев арамидной, базальтовой и стеклоткани, композитное основание состоит из слоев арамидной, базальтовой и углеродной ткани, композитный промежуточный слой состоит из, слоев арамидной ткани соединенных термореактивным полиуретановым связующим твердостью 75-98 ед. по Шору А, композитный промежуточный слой состоит из чередующихся слоев арамидной, базальтовой и стеклоткани соединенных термореактивным полиуретановым связующим твердостью 75-98 ед. по Шору А, композитный промежуточный слой состоит из чередующихся слоев арамидной, базальтовой и углеродной ткани соединенных термореактивным полиуретановым связующим твердостью 75-98 ед. по Шору А, композитный промежуточный слой состоит из чередующихся слоев арамидной, базальтовой, углеродной, стеклоткани соединенных термореактивным полиуретановым связующим твердостью 75-98 ед. по Шору А, материал подложки из слоистого стеклотекстолита имеющего прочность на разрыв не менее 392 мПа, ударную вязкость по Шарли не менее 123 кДж/м2, площадь одной керамической плитки равна 400-4000 мм2, поверхность плитки со стороны, обращенной к фронтальной стороне бронепанели, имеет шероховатость Ra3,2 - Ra0,05, площадь подложки равна 30000-100000 мм2, керамические плитки находятся к контакте с соседними плитками, зазор между контактирующими гранями плиток находится в пределах 0,01-0,10 мм, керамические плитки имеют форму прямоугольника или шестиугольника и изготовлены из материала на основе Al2O3 или SiC или В4С, оболочка выполнена из полиуретана толщиной фронтального и тыльного слоев 0,5-5,0 мм и в форме полусферы высотой 5-15 мм на торцовой поверхности.
Большинство бронепанелей имеют недостаточный уровень живучести и защиты от заброневой контузионной травмы, особенно при повторных воздействиях. Это обусловлено тем, что нарушена монолитность фронтального керамического слоя и, как следствие, при повторных попадания пули в бронепанель увеличения деформации защитных слоев тыльной стороны. Данный недостаток значительно снижается в предлагаемой конструкция пулезащитной бронепанели за счет того, что фронтальный слой высокой твердости, выполнен из керамических плиток толщиной 4-10 мм покрытых ударопрочной пленкой и уложенных, в один слой на подложку из высокопрочного пластика толщиной 4-10 мм,
Выполнение оболочки из полиуретана толщиной 0,5-5,0 мм на фронтальной и тыльной поверхностях в форме полусферы высотой 5-15 мм на торцовой поверхности позволяет повысить живучесть в условиях повышенной влажности и ударных нагрузок при падении бронепанели с большой высоты. Выполнение промежуточного слоя и композитного основания в виде многослойных структур состоящую из слоев арамидной ткани покрытых термореактивным полиуретановым связующим твердостью 75-98 ед. по Шору А и чередующихся слоев базальтовой и арамидной ткани покрытых полимерным связующим твердостью 90-98 ед. по Шору А позволяют значительно уменьшить степень деформации тыльной части пулезащитной бронепанели и снизить степень заброневой контузии.
На основе проведенных авторами исследований по механизмам разрушения бронепанелей имеющих различные виды упрочнения керамических плиток и проведенных математических расчетов разрушения преград при соударении с бронебойными сердечниками, было установлено, покрытие керамических плиток со стороны противоположной удару, ударопрочной пленкой, приводит к увеличению фрагментов керамической плитки при ее разрушении, значительно сокращается зона образования круговых трещин. Шлифование поверхности плитки значительно повышает ударную прочность материала. Нанесение ударопрочной пленки с двух сторон, снижает фронтальный откол фрагментов керамического материала, что способствует разрушению сердечника на более мелкие фрагменты. Также были определены требования к микроструктуре керамических плиток, их геометрическим размерам, к механическим свойствам подложки из высокопрочного пластика, взаимному расположению чередующихся слоев для основы и промежуточного слоя, материалов, из которых возможно изготовление данных композиций, способных противостоять пулям с бронебойными сердечниками и способы нанесения связующего покрытия при соединении слоев ткани. Наличие дополнительных оболочек и слоев, выполненных из различных материалов, способствуют значительному повышения защитных свойств бронепанели и расширяют область их использования от бронежилетов до использования при защите стационарных объектов и транспортных средств (бронемашин, БМП, БТР, автомобилей, летающих аппаратов, емкостей, контейнеров и др.).
На чертеже 1 схематично представлена композитная бронепанель, где позициями обозначены следующие элементы: 1 - оболочка, имеющая фронтальную, тыльную и торцовую поверхности, фронтального слоя 2 высокой твердости, расположенный в промежуточном слое 3 и композитного основания 4, выполненного из слоев текстильных тканей на основе высокопрочных, высокомодульных нитей соединенных полимерным связующим, при этом промежуточный слой 3 выполнен в виде нанесенной с двух сторон на фронтальный слой композитного слоя состоящего из слоев ткани соединенных полимерным связующим, образуя двустороннее армирование фронтального слоя. Фронтальный слой 2 высокой твердости выполнен из керамических плиток 2.1 толщиной 4-10 мм покрытых, как минимум, с одной стороны покрыты ударопрочной пленкой 2.2 толщиной 100-400 мкм и подложки 2.3 из слоистого стеклотекстолита толщиной 4-10 мм, Соединение слоев ткани композитного промежуточного слоя 3 и основания 4 выполнено посредством сетки расположенной между слоями с нанесенным на сетку полимерным связующим.
Экспериментально проверено и расчеты показали, что при исполнении композитной бронепанели по предлагаемому техническому предложению ее пробитие пулей снаряженной бронебойным сердечником не происходит.
При описании процесса взаимодействия композитной бронепанели с летящей пулей рассматривается случай ее не пробития.
При попадании пули в бронепанель, с высокой кинетической энергией, происходит поэтапное поглощение энергии пули и ее разрушение. Часть кинетической энергии пули, очень не значительная, затрачивается на пробитие оболочки 1. Задача оболочки 1 и промежуточного слоя 3 уменьшить область разрушения керамики в форме усеченного конуса, обращенного меньшим основанием к фронтальной поверхности и большим основанием к подложке. По имеющимся литературным данным (Материалы и защитные структуры для локального и индивидуального бронирования./В.А Григорян, И.Ф. Кобылкин, В.М. Маринич, Е.Н.Чистяков. - М. Изд. РадиоСофт, 2008 - 406 с., стр. 159-176) диаметром меньшего основания, составляет порядка 4 диаметра ударника, это так называемая, центральная зона раздробленной керамики. Кроме данной зоны образуется периферийная зона с регулярными радиальными и круговыми трещинами, диаметр которых составляет порядка 8 диаметров ударника. Эти трещины возникают вдоль границы, разделяющей внутреннюю сжатую (это фронтальная зона разрушения керамической плитки) и внешнюю растянутую (это тыловая зона разрушения керамической плитки) радиальными напряжениями области материала керамики. Периферийная зона имеет крупные фрагменты, которые удерживаются промежуточным слоем 3 и оболочкой 1 повышая живучесть бронепанели. Анализ очагов разрушения показывают, что покрытие ударопрочной пленкой с фронтальной стороны керамических плиток, приводит к увеличиваются размеры разрушенных фрагментов керамики.
Тыловая зона керамических плиток разрушения имеет форму конуса, практически для всех броневых керамик угол раствора конуса изменяется в пределах 2α==110°…130°. Разрушенную тыловую керамики на начальной стадии формирования и ускорения конической области можно уподобить пористому телу, состоящему из тесно прилегающих друг к другу керамических фрагментов и обладающему определенной сдвиговой прочностью вследствие трения между фрагментами, особенно в условиях действия сжимающих напряжений. Если сдвиговые напряжения превышают силы трения, то возможно пластическое деформирование разрушенной керамики, которое может сопровождаться как дополнительным разрушением керамических фрагментов, так и увеличением объема разрушенной керамики вследствие их разворота. Все это приводит к тому, что, во-первых, проникание остатков сердечника в разрушенную керамику сопровождается не только инерционным, но и прочностным сопротивлением, во-вторых, разрушенный керамический конус под действием сил взаимодействия с проникающей пулей ускоряется как твердое тело и включает во взаимодействие последующие слои подложки еще до подхода к ним бронебойного сердечника. Наличие жесткого и прочного слоя подложки 2.3 из высокопрочного пластика является препятствием для дальнейшего продвижения разрушенного керамического конуса с фрагментами сердечника. Происходит увеличение прочностного сопротивление разрушенной керамики, это приводит к дальнейшему разрушению фрагментов сердечника. Далее поток фрагментов сердечника и керамической плитки передает свою кинетическую энергию основанию 4, оболочке 1, где и поглощается неупругой и упругой составляющими деформации композита основания.
Предлагаемое техническое решение повышает живучесть средства бронезащиты, способного выдерживать до 7-8 попаданий пули на 7,5 кв. дм поверхности.
Производство бронепанели технологично и может быть осуществлено на действующем оборудовании машиностроительных заводов.
Claims (15)
1. Композитная бронепанель, состоящая из оболочки, имеющая фронтальную, тыльную и торцовую поверхности, фронтального слоя высокой твердости, расположенного в промежуточном слое и композитного основания, выполненного из слоев текстильных тканей на основе высокопрочных, высокомодульных нитей, соединенных полимерным связующим, при этом промежуточный слой выполнен в виде нанесенного с двух сторон на фронтальный слой композитного слоя, состоящего из слоев ткани, соединенных полимерным связующим, образуя двустороннее армирование фронтального слоя, отличающаяся тем, что фронтальный слой высокой твердости выполнен из керамических плиток толщиной 4-10 мм, покрытых ударопрочной пленкой толщиной 100-400 мкм, и подложки из слоистого стеклотекстолита толщиной 4-10 мм, соединение слоев ткани композитного промежуточного слоя и основания выполнено посредством сетки, расположенной между слоями с нанесенным на сетку полимерным связующим.
2. Композитная бронепанель по п. 1, отличающаяся тем, что соединение слоев ткани в промежуточном слое и композитном основании выполнено термореактивным полиуретановым связующим посредством сетки из базальтовой ткани с различным размером ячейки.
3. Композитная бронепанель по п. 1, отличающаяся тем, что композитное основание состоит из слоев арамидной, базальтовой и стеклоткани.
4. Композитная бронепанель по п. 1, отличающаяся тем, что композитное основание состоит из слоев арамидной, базальтовой и углеродной ткани.
5. Композитная бронепанель по п. 1, отличающаяся тем, что композитный промежуточный слой состоит из, слоев арамидной ткани, соединенных термореактивным полиуретановым связующим твердостью 75-98 ед. по Шору А.
6. Композитная бронепанель по п. 1, отличающаяся тем, что композитный промежуточный слой состоит из чередующихся слоев арамидной, базальтовой и стеклоткани, соединенных термореактивным полиуретановым связующим твердостью 75-98 ед. по Шору А.
7. Композитная бронепанель по п. 1, отличающаяся тем, что композитный промежуточный слой состоит из чередующихся слоев арамидной, базальтовой и углеродной ткани, соединенных термореактивным полиуретановым связующим твердостью 75-98 ед. по Шору А.
8. Композитная бронепанель по п. 1, отличающаяся тем, что композитный промежуточный слой состоит из чередующихся слоев арамидной, базальтовой, углеродной, стекло - ткани соединенных термореактивным полиуретановым связующим твердостью 75-98 ед. по Шору А.
9. Композитная бронепанель по п. 1, отличающаяся тем, что материал подложки из слоистого стеклотекстолита имеет прочность на разрыв не менее 392 мПа, ударную вязкость по Шарпи не менее 123 кДж/м2.
10. Композитная бронепанель по п. 1, отличающаяся тем, что площадь одной керамической плитки равна 400-4000 мм2,
11. Композитная бронепанель по п. 1, отличающаяся тем, что оболочка выполнена из полиуретана толщиной 0,5-5,0 мм на фронтальной и тыльной поверхностях в форме полусферы высотой 5-15 мм на торцовой поверхности.
12. Композитная бронепанель по п. 1, отличающаяся тем, что поверхность плитки со стороны, обращенной к фронтальной стороне бронепанели, имеет шероховатость Ra3,2 - Ra0,05.
13. Композитная бронепанель по п. 1, отличающаяся тем, что площадь подложки равна 30000-100000 мм2 .
14. Композитная бронепанель по п. 1, отличающаяся тем, что керамические плитки находятся к контакте с соседними плитками, зазор между контактирующими гранями плиток находится в пределах 0,01-0,10 мм.
15. Композитная бронепанель по п. 1, отличающаяся тем, что керамические плитки имеют форму прямоугольника или шестиугольника и изготовлены из материала на основе Al2O3 или SiC или В4С.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016109307U RU180507U1 (ru) | 2016-03-16 | 2016-03-16 | Композитная бронепанель |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016109307U RU180507U1 (ru) | 2016-03-16 | 2016-03-16 | Композитная бронепанель |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU180507U1 true RU180507U1 (ru) | 2018-06-14 |
Family
ID=62619638
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016109307U RU180507U1 (ru) | 2016-03-16 | 2016-03-16 | Композитная бронепанель |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU180507U1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU193794U1 (ru) * | 2019-07-17 | 2019-11-15 | Общество с ограниченной ответственностью "Сфера" (ООО "Сфера") | Композитная пулезащитная бронепанель для бронежилета |
| RU224511U1 (ru) * | 2023-05-16 | 2024-03-28 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия имени Адмирала флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" | Броня сеточная противоосколочная корабельная |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2130073A (en) * | 1982-11-11 | 1984-05-31 | Personnel Armoured Designs Lim | Protective shield |
| RU2130159C1 (ru) * | 1997-07-24 | 1999-05-10 | Открытое акционерное общество Научно-исследовательский институт химических волокон и композиционных материалов | Пулезащитная панель для средств бронезащиты |
| RU2437053C1 (ru) * | 2010-09-15 | 2011-12-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная фирма "ТЕХИНКОМ" | Пулезащитная бронепанель |
| US20140069268A1 (en) * | 2012-09-07 | 2014-03-13 | Ione Batilla Ryan | Projectile resistant transparent laminate |
-
2016
- 2016-03-16 RU RU2016109307U patent/RU180507U1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2130073A (en) * | 1982-11-11 | 1984-05-31 | Personnel Armoured Designs Lim | Protective shield |
| RU2130159C1 (ru) * | 1997-07-24 | 1999-05-10 | Открытое акционерное общество Научно-исследовательский институт химических волокон и композиционных материалов | Пулезащитная панель для средств бронезащиты |
| RU2437053C1 (ru) * | 2010-09-15 | 2011-12-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная фирма "ТЕХИНКОМ" | Пулезащитная бронепанель |
| US20140069268A1 (en) * | 2012-09-07 | 2014-03-13 | Ione Batilla Ryan | Projectile resistant transparent laminate |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU193794U1 (ru) * | 2019-07-17 | 2019-11-15 | Общество с ограниченной ответственностью "Сфера" (ООО "Сфера") | Композитная пулезащитная бронепанель для бронежилета |
| RU224511U1 (ru) * | 2023-05-16 | 2024-03-28 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия имени Адмирала флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" | Броня сеточная противоосколочная корабельная |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7866248B2 (en) | Encapsulated ceramic composite armor | |
| Garcia-Avila et al. | Ballistic performance of a composite metal foam-ceramic armor system | |
| KR20000048746A (ko) | 복합체 철판에 사용하기 위한 세라믹체 | |
| US20160320162A1 (en) | Armour panels | |
| Nayak et al. | Ballistic impact response of ceramic-faced aramid laminated composites against 7.62 mm armour piercing projectiles | |
| RU167880U1 (ru) | Композитная бронепанель | |
| RU180507U1 (ru) | Композитная бронепанель | |
| RU167891U1 (ru) | Композитная керамическая бронепанель | |
| US20120177871A1 (en) | Impact resistant foamed glass materials for vehicles and structures | |
| RU165894U1 (ru) | Керамическая бронепанель | |
| RU2393416C1 (ru) | Многослойная бронепреграда | |
| Cegła et al. | Development of lightweight bulletproof vest inserts with increased protection capability | |
| RU2491494C1 (ru) | Бронепанель пулезащитная | |
| RU193794U1 (ru) | Композитная пулезащитная бронепанель для бронежилета | |
| Abbud et al. | Behaviour of Transparent Material under High Velocity Impact. | |
| RU2559434C1 (ru) | Бронезащита | |
| WO2008097375A2 (en) | Encapsulated ceramic composite armor | |
| RU2390718C1 (ru) | Броневой элемент для бронежилета для защиты от пуль с термически упрочненным сердечником | |
| RU2555119C1 (ru) | Бронезащитная преграда | |
| RU125328U1 (ru) | Бронепанель | |
| Maystrenko et al. | Ceramic armour for armoured vehicles against large-calibre bullets | |
| RU125325U1 (ru) | Бронепанель металлокерамическая | |
| RU2547484C2 (ru) | Многослойная бронепреграда | |
| Aytav et al. | Experimental Investigation of Ballistic Performance of Free Particle Armor Systems | |
| RU2367881C1 (ru) | Техническая бронекомпозиция |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20200317 |