RU223256U1 - Tandem shock absorbing panel for armor plates - Google Patents
Tandem shock absorbing panel for armor plates Download PDFInfo
- Publication number
- RU223256U1 RU223256U1 RU2023120747U RU2023120747U RU223256U1 RU 223256 U1 RU223256 U1 RU 223256U1 RU 2023120747 U RU2023120747 U RU 2023120747U RU 2023120747 U RU2023120747 U RU 2023120747U RU 223256 U1 RU223256 U1 RU 223256U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- layers
- aramid
- armor
- absorbing panel
- shock
- Prior art date
Links
- 230000035939 shock Effects 0.000 title description 3
- 239000004760 aramid Substances 0.000 claims abstract description 28
- 229920003235 aromatic polyamide Polymers 0.000 claims abstract description 28
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 21
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 claims abstract description 8
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims description 10
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims description 3
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 abstract description 4
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 abstract description 3
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 abstract 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 3
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- -1 for example Substances 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- 229920005596 polymer binder Polymers 0.000 description 2
- 239000002491 polymer binding agent Substances 0.000 description 2
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 2
- 229910000737 Duralumin Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920005830 Polyurethane Foam Polymers 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000013467 fragmentation Methods 0.000 description 1
- 238000006062 fragmentation reaction Methods 0.000 description 1
- 208000014674 injury Diseases 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N phenol group Chemical group C1(=CC=CC=C1)O ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000011496 polyurethane foam Substances 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 1
- 230000008733 trauma Effects 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Abstract
Полезная модель относится к дополнительным средствам индивидуальной защиты, использующимся в виде подложки, в комплекте (тандеме) с основной бронеплитой. Техническая проблема заключается в повышении эффективности бронежилета. Технический результат заключается в повышении класса защиты бронежилета и снижении негативного воздействия от выстрела при попадании в него бронебойных пуль, выпущенных с 10-ти метров. Указанный технический результат достигается в тандемной амортизирующей панели для бронежилета, состоящей из арамидных слоев, выполненной с возможностью совместного использования с бронеплитой и дополнительно содержит композитные слои, выполненные из двунаправленной углеродной ткани, пропитанной расплавным эпоксидным связующим, количество арамидных и композитных слоев выполнено неодинаковым, при этом большая часть композитных слоев расположена друг за другом в первой половине панели, а меньшая, чередуясь с арамидными слоями, во второй половине. The utility model refers to additional personal protective equipment used in the form of a substrate, complete (tandem) with the main armor plate. The technical challenge is to improve the effectiveness of body armor. The technical result consists in increasing the protection class of a bulletproof vest and reducing the negative impact of a shot when it is hit by armor-piercing bullets fired from 10 meters. The specified technical result is achieved in a tandem shock-absorbing panel for body armor, consisting of aramid layers, designed to be used together with an armor plate and additionally contains composite layers made of bidirectional carbon fabric impregnated with a melt epoxy binder, the number of aramid and composite layers is not the same, while Most of the composite layers are located one after another in the first half of the panel, and a smaller part, alternating with aramid layers, in the second half.
Description
Полезная модель относится к дополнительным средствам индивидуальной защиты, использующимся в виде подложки, в комплекте (тандеме) с основной бронеплитой.The utility model refers to additional personal protective equipment used in the form of a substrate, complete (tandem) with the main armor plate.
Из уровня техники известна броня для защитного жилета, содержащая последовательно расположенные пулезащитный блок, выполненный из броневой стали СПС-43 с твердостью 48-52 HRC и демпфирующей панели из войлока (RU 2180425 С2, дата публикации 10.03.2000).From the prior art, armor for a protective vest is known, containing a sequentially located bulletproof block made of SPS-43 armor steel with a hardness of 48-52 HRC and a damping panel made of felt (RU 2180425 C2, publication date 03/10/2000).
Известен также бронежилет, содержащий полужесткую броню из слоев анодированных дюралюминиевых кружков и ткани типа СВМ, причем совместно с полужесткой броней используется амортизационная прокладка из пенополиуретана (RU 2103640 C1, дата публикации 27.01.1998).A body armor is also known containing semi-rigid armor made of layers of anodized duralumin circles and SVM-type fabric, and together with the semi-rigid armor a shock-absorbing pad made of polyurethane foam is used (RU 2103640 C1, publication date 01/27/1998).
Известна пулезащитная бронепанель, состоящая из оболочки, фронтального слоя высокой твердости, расположенного в промежуточном слое и композитного основания, отличающаяся тем, что 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 (патент RU 2437053, 15.09.2010).A bulletproof armored panel is known, consisting of a shell, a high-hardness front layer located in the intermediate layer and a composite base, characterized in that the intermediate layer is made in the form of a high-modulus textile structure applied on both sides to the front layer, for example, fabric made of aramid or carbon threads or fiberglass with a polymer binder, for example, epoxy, polyurethane or phenolic, forming double-sided reinforcement of the front layer. And the composite base is made in the form of a flat lattice truss, and the load-bearing layers of the composite base are made of textile material, for example, fabric, non-woven UD structure, etc. based on high-strength, high-modulus, complex and elementary threads, and the uniformly distributed nodal connection between the layers is carried out with a polymer binder (patent RU 2437053, 09.15.2010).
Средство защиты от снарядов по патенту US 2012174748, 12.07.2012, включающее тонкий жесткий компонент брони для остановки и захвата баллистических снарядов, опирающийся на упругий компонент, образованный из термопластичного эластомерного сотового материала для поглощения энергии удара снаряда и снижения ударного шума и/или тупой травмы. Компонент брони включает в себя множество слоев арамидной ткани с высокой прочностью на растяжение или подобного материала, зажатых между передней и задней пластинами, выполненными из нескольких слоев тканого углеродного полотна, пропитанного эпоксидной смолой или подобным материалом. Несколько слоев брони формируются и сжимаются, чтобы получить жесткую внешнюю оболочку, которая предпочтительно может быть плоской или иметь форму, подходящую для конкретных применений. Упругий компонент прикреплен к внутренней поверхности бронированного компонента и может включать один или несколько слоев гибкого сотового материала с ячейками, которые являются открытыми, герметичными или перфорированными для обеспечения циркуляции жидкости через них.Projectile protection according to US Pat. No. 2012174748, July 12, 2012, comprising a thin, rigid armor component for stopping and capturing ballistic projectiles supported by an elastic component formed from a thermoplastic elastomeric honeycomb material to absorb projectile impact energy and reduce impact noise and/or blunt trauma. . The armor component includes multiple layers of high tensile strength aramid fabric or similar material sandwiched between front and rear plates made of multiple layers of woven carbon fabric impregnated with epoxy resin or similar material. Multiple layers of armor are formed and compressed to produce a rigid outer shell, which may preferably be flat or shaped to suit specific applications. The resilient component is attached to the interior surface of the armored component and may include one or more layers of flexible honeycomb material with cells that are open, sealed, or perforated to allow fluid to circulate through them.
Техническая проблема заключается в повышении эффективности бронежилета.The technical challenge is to improve the effectiveness of body armor.
Технический результат заключается в повышении класса защиты бронежилета и снижении негативного воздействия от выстрела при попадании в него бронебойных пуль, выпущенных с 10-ти метров.The technical result consists in increasing the protection class of a bulletproof vest and reducing the negative impact of a shot when it is hit by armor-piercing bullets fired from 10 meters.
Указанный технический результат достигается в амортизирующей панели для бронежилета, выполненной с возможностью совместного использования с бронеплитой и состоящей из арамидных слоев и композитных слоев, причем композитные слои выполнены из двунаправленной углеродной ткани и соединены с арамидными слоями посредством полимеризации, количество арамидных и композитных слоев выполнено неодинаковым, при этом большая часть композитных слоев расположена друг за другом в первой половине панели, а меньшая, чередуясь с арамидными слоями, во второй половине.The specified technical result is achieved in a shock-absorbing panel for body armor, designed to be used together with an armor plate and consisting of aramid layers and composite layers, wherein the composite layers are made of bidirectional carbon fabric and connected to the aramid layers by polymerization, the number of aramid and composite layers is not the same, in this case, most of the composite layers are located one after another in the first half of the panel, and a smaller part, alternating with aramid layers, in the second half.
Дополнительная особенность заключается в том, что арамидная ткань выполнена термостойкой.An additional feature is that the aramid fabric is heat-resistant.
Дополнительная особенность заключается в том, что толщина каждого арамидного слоя составляет 0,3 мм.An additional feature is that the thickness of each aramid layer is 0.3 mm.
Дополнительная особенность заключается в том, что толщина каждого композитного слоя составляет 0,5 мм.An additional feature is that the thickness of each composite layer is 0.5 mm.
Дополнительная особенность заключается в том, что содержит четыре арамидных слоя и пять композитных слоев.An additional feature is that it contains four aramid layers and five composite layers.
Заявленная полезная модель поясняется на графических материалах, где:The declared utility model is illustrated in graphic materials, where:
на фиг. 1 - схематически внешний вид амортизирующей панели с размерами;in fig. 1 - schematic view of the shock-absorbing panel with dimensions;
на фиг. 2 - схема укладки углеродных и арамидных слоев;in fig. 2 - diagram of laying carbon and aramid layers;
на фиг. 3 - структура амортизирующей панели.in fig. 3 - structure of the shock-absorbing panel.
Заявленная полезная модель, применяемая в бронежилете совместно с бронепанелью классом БР5 по ГОСТ поглощает точечный удар от пули и распределяет его по всей поверхности панели, таким образом, что негативное влияние от выстрела снижается до минимального уровня, обеспечивая возможность бойцу сохранять вертикальное положение даже при попадании в такой бронежилет бронебойных пуль, выпущенных с 10-ти метров.The claimed utility model, used in a bulletproof vest together with an armor panel class BR5 according to GOST, absorbs a pinpoint impact from a bullet and distributes it over the entire surface of the panel, so that the negative impact of a shot is reduced to a minimum level, ensuring the fighter can maintain a vertical position even when hit such a body armor for armor-piercing bullets fired from 10 meters.
Амортизирующая панель, содержит композитные и арамидные слои, весом до 0,5 кг.Shock-absorbing panel contains composite and aramid layers, weighing up to 0.5 kg.
Композитные слои состоят из двунаправленной углеродной ткани АСМ С600Т.The composite layers consist of bidirectional carbon fabric ACM S600T.
Поверхностная плотность углеродной ткани - 600 г/м2 с переплетением - саржа 2×2. Основа/уток (нитей/см) – 3,7×3,7.The surface density of the carbon fabric is 600 g/ m2 with a 2×2 twill weave. Warp/weft (threads/cm) – 3.7×3.7.
Углеродная ткань пропитана расплавным эпоксидным связующим ACM 1208 с плотностью после отверждения 1,19-1,21 г/см3.The carbon fabric is impregnated with ACM 1208 melt epoxy binder with a cured density of 1.19-1.21 g/cm 3 .
Арамидный слой состоит из арамидной ткани термостойкой "Тогилен" Т-300, с поверхностной плотностью 295 г/м2. Разрывная нагрузка, Н: основы - 2452, уток - 2017.The aramid layer consists of heat-resistant aramid fabric "Togilen" T-300, with a surface density of 295 g/ m2 . Breaking load, N: warps - 2452, wefts - 2017.
Карбон обеспечивает жесткость конструкции, а арамид создает "мягкую" прослойку между ними и противоосколочную защиту от осколков карбона в случае разрушения слоя. Тандемная амортизирющая пластина содержит девять слоев высокопрочных материалов. Первый, пятый, седьмой и девятый слои, каждый по 0,3 мм, выполнены из арамидной термостойкой ткани "Тогилен" Т-300.Carbon provides rigidity to the structure, and aramid creates a “soft” layer between them and anti-fragmentation protection from carbon fragments in the event of destruction of the layer. The tandem shock-absorbing plate contains nine layers of high-strength materials. The first, fifth, seventh and ninth layers, each 0.3 mm, are made of aramid heat-resistant fabric "Togilen" T-300.
Со второго по четвертый, а также шестой и восьмой слои, каждый по 0,5 мм, выполнены из углеродной ткани АСМ С600Т, пропитанные эпоксидным связующим ACM 1208.The second to fourth, as well as the sixth and eighth layers, each 0.5 mm, are made of ACM S600T carbon fabric, impregnated with ACM 1208 epoxy binder.
Такое количество слоев, при небольшой толщине пластины в 5-6 мм (для обеспечения возможности применения совместно с блонеплитой в бронежилете), обеспечивает оптимальную защиту из-за отсутствия расслаивания.This number of layers, with a small plate thickness of 5-6 mm (to ensure the possibility of use together with blond plate in a bulletproof vest), provides optimal protection due to the absence of delamination.
При этом существенным является также и последовательность слоев в амортизирующей пластине, поскольку концентрация большей части композитных слоев друг за другом в первой половине пластины обеспечивает поглощение точечного удара и распределение его по всей поверхности панели из-за того, что карбон не проминается, а в случае последовательного разрушения карбоновых слоев, дальнейшее чередование арамидных и карбоновых слоев, обеспечивает улавливание арамидом, осколков карбона, препятствование прохождению разрушенных слоев, вместе с инородными телами дальше, вглубь пластины, снижение ударной волны.In this case, the sequence of layers in the shock-absorbing plate is also significant, since the concentration of most of the composite layers one after another in the first half of the plate ensures the absorption of a pinpoint impact and its distribution over the entire surface of the panel due to the fact that the carbon does not collapse, and in the case of sequential destruction of carbon layers, further alternation of aramid and carbon layers, ensures that aramid traps carbon fragments, prevents the passage of destroyed layers, along with foreign bodies, further into the plate, reducing the shock wave.
Процесс изготовления заявленной полезной модели заключается в следующем: углеродная и арамидная ткани нарезаются по заданному размеру, укладываются послойно в матрицу. Матрица помещается в вакуумный пакет и отправляется в автоклав, где происходит нагревание сначала до 60°С, затем постепенно увеличивается температура до 110°С. Происходит процесс полимеризации с последующим отверждением и получением готового изделия.The manufacturing process of the claimed utility model is as follows: carbon and aramid fabrics are cut to a given size and laid layer by layer in a matrix. The matrix is placed in a vacuum bag and sent to an autoclave, where it is first heated to 60°C, then the temperature gradually increases to 110°C. A polymerization process occurs, followed by hardening and obtaining the finished product.
Были проведены натурные испытания в виде имитации отстрела тандемной брони класса БР5 с расстояния 10 метров из оружия с бронебойно-зажигательными пулями Б-32. Тандемная броня для бронежилета, состоит из бронеплиты класса БР5 и тандемной амортизирующей панели для бронеплит. Для наглядности результатов отстрела к бронежилету со стороны тандемной амортизирующей панели был присоединен слой из пластичной массы, обладающей эффектом «памяти формы» для отслеживания результатов выстрелов, включающих также величину силы удара, возникающей при соударении пули о тандемную броню. При осуществлении серии выстрелов, было установлено отсутствие сквозного пробития тандемной брони, при этом тандемная амортизирующая панель принимая на себя силу ударной волны в конкретных точках, соответствующих точкам пробития бронеплиты, обеспечивает поглощение точечного удара, благодаря наличию слоев карбона, обеспечивающего высокой стойкостью к деформации и распределению силы удара по всей поверхности панели, которая попадая на чередующиеся слои из карбона и арамидной ткани осуществляют смягчение величины и силы удара. Таким образом, установлено отсутствие сквозного пробития тандемной брони бронебойно-зажигательными пулями Б-32, выпущенными из оружия с расстояния 10 метров, а также отсутствие деформаций слоя из пластичной массы, обладающей «памятью формы», что свидетельствует об отсутствии негативного воздействия от выстрела и сохранения вертикального положения бойца при попадании в него такого снаряда.Full-scale tests were carried out in the form of simulating the shooting of BR5 class tandem armor from a distance of 10 meters from a weapon with B-32 armor-piercing incendiary bullets. Tandem armor for body armor consists of a BR5 class armor plate and a tandem shock-absorbing panel for armor plates. To visualize the results of the shooting, a layer of plastic mass with a “shape memory” effect was attached to the body armor from the side of the tandem shock-absorbing panel to track the results of the shots, which also included the magnitude of the impact force that occurs when the bullet hits the tandem armor. When carrying out a series of shots, it was established that there was no through penetration of the tandem armor, while the tandem shock-absorbing panel, taking on the force of the shock wave at specific points corresponding to the points of penetration of the armor plate, ensures the absorption of a pinpoint impact, due to the presence of layers of carbon, providing high resistance to deformation and distribution impact forces across the entire surface of the panel, which falls on alternating layers of carbon and aramid fabric to soften the magnitude and force of the impact. Thus, it was established that there was no through penetration of tandem armor by B-32 armor-piercing incendiary bullets fired from a weapon from a distance of 10 meters, as well as the absence of deformation of a layer of plastic mass with “shape memory”, which indicates the absence of a negative impact from the shot and preservation vertical position of a fighter when he is hit by such a projectile.
Что свидетельствует о полном поглощении точечного удара от пули и распределение его по всей поверхности панели при использовании совместно с бронепанелями класса БР5 по ГОСТ бронебойными пулями, выпущенными с 10-ти метров.Which indicates the complete absorption of a pinpoint impact from a bullet and its distribution over the entire surface of the panel when used in conjunction with BR5 class armor panels according to GOST with armor-piercing bullets fired from 10 meters.
Claims (5)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU223256U1 true RU223256U1 (en) | 2024-02-09 |
Family
ID=
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2103640C1 (en) * | 1994-12-07 | 1998-01-27 | Малое предприятие "Рейнжер" | Armored jacket |
| RU2180425C2 (en) * | 2000-02-03 | 2002-03-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение специальных материалов" | Composite armour for bulletproof vest |
| RU146250U1 (en) * | 2014-04-28 | 2014-10-10 | Федеральное государственное бюджетное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военно-технический университет" Министерства обороны Российской Федерации | FLEXIBLE ARMOR PROTECTION FOR VEHICLES |
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2103640C1 (en) * | 1994-12-07 | 1998-01-27 | Малое предприятие "Рейнжер" | Armored jacket |
| RU2180425C2 (en) * | 2000-02-03 | 2002-03-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение специальных материалов" | Composite armour for bulletproof vest |
| RU146250U1 (en) * | 2014-04-28 | 2014-10-10 | Федеральное государственное бюджетное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военно-технический университет" Министерства обороны Российской Федерации | FLEXIBLE ARMOR PROTECTION FOR VEHICLES |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Abtew et al. | Ballistic impact mechanisms–a review on textiles and fibre-reinforced composites impact responses | |
| US8375839B2 (en) | Lightweight armor and ballistic projectile defense apparatus | |
| Cheon et al. | Study on the stab resistance mechanism and performance of the carbon, glass and aramid fiber reinforced polymer and hybrid composites | |
| Yahaya et al. | Quasi-static penetration and ballistic properties of kenaf–aramid hybrid composites | |
| US9534872B2 (en) | Non-scalar flexible rifle defeating armor system | |
| US20120186433A1 (en) | Protective shield material | |
| JP2009532231A (en) | Molded bullet panel with enhanced structural properties | |
| CN111272017A (en) | Ultralight bullet-resistant composite board suitable for manufacturing light combat tank | |
| CN107059404A (en) | A kind of resistance to deformation material and its preparation method and application | |
| US20030104739A1 (en) | Protective material | |
| US20090142557A1 (en) | Material for Providing Impact Protection | |
| Firouzi et al. | Use of pressure sensitive adhesives to create flexible ballistic composite laminates from UHMWPE fabric | |
| RU223256U1 (en) | Tandem shock absorbing panel for armor plates | |
| GB2232063A (en) | Projectile resistant shield for protective garments | |
| US20160209179A1 (en) | Ballistic resistant article and method of producing same | |
| TWM472830U (en) | The structure of bulletproof composite cushion material | |
| JPWO2004068059A1 (en) | Impact resistant fiber reinforced composite | |
| CN214010116U (en) | Flexible breathable bulletproof composite material | |
| CN114932735A (en) | Bulletproof composite material designed according to modulus matching and preparation method thereof | |
| Chen et al. | Failure mechanisms and engineering of ballistic materials | |
| CN110686566B (en) | Nonmetal bulletproof plugboard | |
| RU170754U1 (en) | Bulletproof vest | |
| Grinevičiūtė et al. | Influence of chemical surface modification of woven fabrics on ballistic and stab protection of multilayer packets | |
| CN112484575A (en) | Bulletproof flashboard with fiber slow release layer | |
| RU198813U1 (en) | FLEXIBLE ARMOR |