RU223744U1 - ARMORED PANEL - Google Patents
ARMORED PANEL Download PDFInfo
- Publication number
- RU223744U1 RU223744U1 RU2023101953U RU2023101953U RU223744U1 RU 223744 U1 RU223744 U1 RU 223744U1 RU 2023101953 U RU2023101953 U RU 2023101953U RU 2023101953 U RU2023101953 U RU 2023101953U RU 223744 U1 RU223744 U1 RU 223744U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- layer
- ceramic plates
- silicon carbide
- ceramic
- substrate
- Prior art date
Links
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims abstract description 56
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 23
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims abstract description 22
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 22
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 17
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 claims abstract description 9
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 claims abstract description 9
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 229920000271 Kevlar® Polymers 0.000 claims abstract description 7
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 7
- 239000004761 kevlar Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 3
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims abstract description 3
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000013016 damping Methods 0.000 claims description 6
- 239000010432 diamond Substances 0.000 claims description 6
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 2
- -1 with In this case Substances 0.000 claims description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 11
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 11
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 10
- 229910052580 B4C Inorganic materials 0.000 description 5
- INAHAJYZKVIDIZ-UHFFFAOYSA-N boron carbide Chemical compound B12B3B4C32B41 INAHAJYZKVIDIZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000002241 glass-ceramic Substances 0.000 description 5
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 5
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 4
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 4
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 4
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 4
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 4
- 239000010431 corundum Substances 0.000 description 3
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 3
- 229920000785 ultra high molecular weight polyethylene Polymers 0.000 description 3
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 2
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 2
- 230000004807 localization Effects 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 101710201511 Coagulation factor X-activating enzyme heavy chain Proteins 0.000 description 1
- JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N Ethyl urethane Chemical compound CCOC(N)=O JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 101710154810 Snake venom metalloproteinase Proteins 0.000 description 1
- 101710144366 Snake venom metalloproteinase acutolysin-C Proteins 0.000 description 1
- 101710177459 Snake venom metalloproteinase fibrolase Proteins 0.000 description 1
- 239000004699 Ultra-high molecular weight polyethylene Substances 0.000 description 1
- 101710197154 Zinc metalloproteinase-disintegrin VMP-II Proteins 0.000 description 1
- 101710112278 Zinc metalloproteinase-disintegrin-like Proteins 0.000 description 1
- 101710200352 Zinc metalloproteinase-disintegrin-like VMP-III Proteins 0.000 description 1
- 101710112987 Zinc metalloproteinase-disintegrin-like crotastatin Proteins 0.000 description 1
- 239000004760 aramid Substances 0.000 description 1
- 229920003235 aromatic polyamide Polymers 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 230000021715 photosynthesis, light harvesting Effects 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Полезная модель относится к бронепанелям. Бронепанель включает в себя керамические пластины, выполненные из композиционного материала алмаз-карбид кремния, подложку из СВМП. Между керамическими пластинами и подложкой расположен слой углепастика. Сверху керамические пластины соединены посредством клеющего слоя со слоем резины. Керамические плитки крепятся на подложке в алюминиевой рамке, со смещением каждого второго ряда на полплитки. Полученная конструкция покрывается кевларовым слоем. При этом керамические пластины состоят из композиционного материала алмаз-карбид кремния, который получают при технологических условиях, которые способствуют синтезу карбида кремния в результате диффузионно-реакционного процесса Тьюринга с образованием трижды периодических поверхностей минимальной энергии. Высокая эффективность устройства достигается за счет эффективного рассеивания энергии удара. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.
Description
Полезная модель относится к средствам бронезащиты и может быть использована для защиты человека и техники от поражения пулями, осколками и иными объектами.The utility model relates to armor protection equipment and can be used to protect people and equipment from being hit by bullets, shrapnel and other objects.
Известные средства защиты от пуль повышенной пробиваемости ПП (инд. 7Н13) и бронебойно-зажигательных пуль Б-32 (инд. 7-Б3-3) содержат в своем составе различные виды керамики, изготовленные из корунда, карбида кремния, карбида бора или стеклокерамики. Такие средства защиты являются либо тяжелыми, например, с использованием корундовых плиток, или очень дорогими, например, с использованием плиток из горячепрессованного карбида бора (патент РФ 2130159, МКИ F41H 1/02, опубл. 10.05.1999). Существующие средства защиты, содержащие плитки из корунда, карбида кремния, карбида бора или стеклокерамики, не обеспечивают требуемый класс защиты или являются очень тяжелыми.Known means of protection against bullets of increased penetration PP (ind. 7N13) and armor-piercing incendiary bullets B-32 (ind. 7-B3-3) contain various types of ceramics made of corundum, silicon carbide, boron carbide or glass ceramics. Such means of protection are either heavy, for example, using corundum tiles, or very expensive, for example, using tiles made of hot-pressed boron carbide (RF patent 2130159, MKI F41H 1/02, publ. 05/10/1999). Existing protection products containing tiles made of corundum, silicon carbide, boron carbide or glass ceramics do not provide the required protection class or are very heavy.
Близкими по технической сущности к заявляемой полезной модели является два патента на бронепанели (патент РФ на полезную модель №80935, МПК F41H 1/02, опубл. 15.10.2008 и патент РФ на полезную модель №97508, МПК F41H 1/02, опубл. 01.10.2009), которые содержат защитный слой, керамическую плитку и основание из сверхвысокомолекулярного полиэтилена Дайнема или композита из нескольких слоев ткани ТСВМ-ДЖ или Кевлара. Керамические плитки представляют собой спеченный карбид кремния (патент РФ на полезную модель №80935) и самосвязанный карбид кремния, на задней поверхности плиток искусственно нанесена рифленая поверхность для более плотного соединения керамики с подложкой (патент РФ на полезную модель №97508). Недостатком патентов является низкий класс защиты бронепанелей, связанный в основном с низкими защитными свойствами карбида кремния, в частности низкими показателями модуля упругости (350 ГПа и 320 ГПа) и скорости звука (10800 м/с и 10500 м/с).Close in technical essence to the claimed utility model are two patents for armored panels (RF utility model patent No. 80935, IPC F41H 1/02, publ. 10/15/2008 and RF utility model patent No. 97508, IPC F41H 1/02, publ. 01.10.2009), which contain a protective layer, ceramic tiles and a base made of ultra-high molecular weight polyethylene Dyneema or a composite made of several layers of TSVM-J fabric or Kevlar. Ceramic tiles are sintered silicon carbide (RF patent for utility model No. 80935) and self-bonded silicon carbide, on the back surface of the tiles an artificially grooved surface is applied for a more dense connection of the ceramics with the substrate (RF patent for utility model No. 97508). The disadvantage of the patents is the low protection class of the armor panels, which is mainly associated with the low protective properties of silicon carbide, in particular the low elastic modulus (350 GPa and 320 GPa) and sound speed (10,800 m/s and 10,500 m/s).
Также можно выделить патент на защитную панель (патент РФ на полезную модель №110831, МПК F41H 5/04, опубл. 20.07.2011). Конструкция защитной панели близка к конструкции предыдущих бронепанелей, однако в качестве керамических плиток использовали реакционно-спеченный карбид бора с более высокими показателями: модуль упругости (430 ГПа); скорость звука (11200 м/с). Недостатком данной защитной панели также является низкий класс защиты, связанный с низкими свойствами реакционно-спеченного карбида бора.You can also highlight a patent for a protective panel (RF patent for utility model No. 110831, IPC F41H 5/04, published 07/20/2011). The design of the protective panel is close to the design of previous armor panels, however, reaction-sintered boron carbide with higher indicators was used as ceramic tiles: elastic modulus (430 GPa); speed of sound (11200 m/s). The disadvantage of this protective panel is also the low protection class associated with the low properties of reaction-sintered boron carbide.
Наиболее близким патентом-прототипом является бронепанель (патент РФ на полезную модель №51191, МПК F41H 1/02, опубл. 27.01.2006), которая содержит защитный слой, стеклокерамические плитки, промежуточный слой и подложку. На подложке бронепанели расположен промежуточный слой, на котором посредством клеящего вещества закреплены стеклокерамические плитки, закрытые оболочкой, при этом промежуточный слой выполнен из жесткого листового материала (стеклотекстолита, титана, стали). Защитный слой выполнен из высокомодульной арамидной ткани типа Кевлар, Дайнема, ТСВМ-ДЖ. Стеклокерамические плитки представляют собой поликристаллический материал. Недостатком технического решения является низкий класс защиты, в частности, при воздействии стального термооупрочненного сердечника (пули) массой более 9 г при скоростях полета более 820 м/с, а также высокая поверхностная плотность бронепанели из-за дополнительного тяжелого промежуточного слоя.The closest prototype patent is an armored panel (RF utility model patent No. 51191, IPC F41H 1/02, publ. 01/27/2006), which contains a protective layer, glass-ceramic tiles, an intermediate layer and a substrate. On the substrate of the armored panel there is an intermediate layer on which glass-ceramic tiles, covered with a shell, are fixed using an adhesive, while the intermediate layer is made of rigid sheet material (fiberglass, titanium, steel). The protective layer is made of high-modulus aramid fabric such as Kevlar, Dynama, TSVM-J. Glass-ceramic tiles are a polycrystalline material. The disadvantage of the technical solution is the low protection class, in particular, when exposed to a heat-strengthened steel core (bullet) weighing more than 9 g at flight speeds of more than 820 m/s, as well as the high surface density of the armor panel due to the additional heavy intermediate layer.
Задачей полезной модели является создание новой бронепанели, включающей керамические плитки из композиционного материала алмаз-карбид кремния, обеспечивающей максимально высокие защитные свойства.The objective of the utility model is to create a new armored panel, including ceramic tiles made of the diamond-silicon carbide composite material, providing the highest possible protective properties.
Техническим результатом является создание бронепанели класса защиты Бр5 и Бр6 в соответствии с ГОСТ Р 50744-95, ГОСТ 34286-2017 и ГОСТ Р 50963-96 и снижении ее массы.The technical result is the creation of an armored panel of protection class Br5 and Br6 in accordance with GOST R 50744-95, GOST 34286-2017 and GOST R 50963-96 and reducing its weight.
Технический результат достигается тем, что бронепанель включает в себя керамические пластины, выполненные из композиционного материала алмаз-карбид кремния, подложку из СВМП, между керамическими пластинами и подложкой расположен слой углепастика, сверху керамические пластины соединены посредством клеющего слоя со слоем резины, при этом керамические плитки крепятся на подложке в алюминиевой рамке, со смещением каждого второго ряда на полплитки, образуя тройной стык между плитками, полученная конструкция покрывается кевларовым слоем.The technical result is achieved by the fact that the armored panel includes ceramic plates made of diamond-silicon carbide composite material, a substrate made of UHMWMP, a layer of carbon fiber is located between the ceramic plates and the substrate, on top the ceramic plates are connected by means of an adhesive layer to a layer of rubber, while the ceramic tiles are mounted on a substrate in an aluminum frame, with every second row offset by half a tile, forming a triple joint between the tiles, the resulting structure is covered with a Kevlar layer.
Керамические плитки изготавливают из композиционного материала алмаз-карбид кремния (названного «Идеал»). Композиционный материал получают при технологических условиях, которые способствуют синтезу карбида кремния в результате диффузионно-реакционного процесса Тьюринга и образованию трижды периодических поверхностей минимальной энергии.Ceramic tiles are made from a diamond-silicon carbide composite material (called “Ideal”). The composite material is produced under technological conditions that promote the synthesis of silicon carbide as a result of the diffusion-reaction Turing process and the formation of triply periodic surfaces of minimal energy.
Выбор алмаза для создания композиционного материала алмаз-карбид кремния, со свойствами, позволяющими использовать его в качестве материала брони связан с тем, что алмаз проявляет наивысший уровень механических свойств.The choice of diamond to create a diamond-silicon carbide composite material, with properties that allow it to be used as an armor material, is due to the fact that diamond exhibits the highest level of mechanical properties.
Способ получения композиционного материала алмаз-карбид кремния состоит из следующих стадий: формование заготовок, содержащих ограненные алмазные частицы двух фракций размером 20-28 мкм и 200-250 мкм; сушка заготовок; высокотемпературная термообработка заготовок (пропитка расплавом кремния). В результате получают практически беспористый материал, состоящий из алмаза до 80 об.% и карбида кремния ≥20 об.%.The method for producing a diamond-silicon carbide composite material consists of the following stages: molding blanks containing cut diamond particles of two fractions with sizes of 20-28 microns and 200-250 microns; drying of workpieces; high-temperature heat treatment of workpieces (impregnation with molten silicon). The result is a practically non-porous material consisting of diamond up to 80 vol.% and silicon carbide ≥20 vol.%.
Керамический композиционный материал алмаз-карбид кремния («Идеал») обладает наивысшими механическими свойствами, в частности, модулем упругости и скоростью звука (таблица 1), являющимися основными показателями броневых материалов.The diamond-silicon carbide ceramic composite material (“Ideal”) has the highest mechanical properties, in particular, elastic modulus and sound speed (Table 1), which are the main indicators of armor materials.
При динамическом нагружении энергия диссоциации и скорость звука в материале являются факторами, определяющими механизм и время рассеивания энергии ударной волны, а, соответственно, качество материала-брони. Используя эти фундаментальные константы, можно построить график для материалов по степени их сопротивления динамическому нагружению. Для оценки качества материалов, используемых для защитных применений, применяется коэффициент относительного проникания стального ударника в керамику (К), рассчитывающийся по формуле:Under dynamic loading, the dissociation energy and the speed of sound in the material are factors that determine the mechanism and time of shock wave energy dissipation, and, accordingly, the quality of the armor material. Using these fundamental constants, materials can be plotted according to their resistance to dynamic loading. To assess the quality of materials used for protective applications, the relative penetration coefficient of the steel striker into the ceramic (K) is used, calculated by the formula:
где - глубина проникновения стального ударника в керамику, м.Where - depth of penetration of the steel striker into the ceramics, m.
- длина стального ударника, м. - length of the steel striker, m.
ρкер и ρстали - плотность керамики и стали ударника соответственно, кг/м3.ρ ker and ρ steel - density of ceramics and striker steel, respectively, kg/m 3 .
Vкeр и Vстали - скорость звука в керамике и стали ударника соответственно, м/с. Vker and Vsteel - the speed of sound in the ceramics and steel of the striker, respectively, m/s.
На фиг. 1 представлена кривая зависимости коэффициента относительного проникания стального ударника (ось Y) в керамику от модуля упругости Екер (ось X) для ряда известных и используемых на практике керамических материалов, где материал №1 - SiSiC; 2 - LPSSiC; 3 - Al2O3; 4 - RSB4C; 5 - НРВ4С; 6 - TiB2; 7 - BK6; 8 - «Идеал»; 9 - Алмаз. Свойства данных керамических материалов указаны в таблице 2.In fig. Figure 1 shows a curve of the dependence of the coefficient of relative penetration of a steel striker (Y-axis) into ceramics on the elastic modulus E of the striker (X-axis) for a number of known and practically used ceramic materials, where material No. 1 is SiSiC; 2 - LPSSiC; 3 - Al 2 O 3 ; 4 - RSB 4 C; 5 - НРВ 4 С; 6 - TiB 2 ; 7 - BK6; 8 - “Ideal”; 9 - Diamond. The properties of these ceramic materials are listed in Table 2.
Керамические плитки крепятся на подложке со смещением каждого второго ряда на полплитки, образуя тройной стык между плитками (фиг. 2). Такое крепление плиток позволяет получить более надежную конструкцию с меньшим количеством соприкасающихся углов плиток.Ceramic tiles are mounted on the substrate with every second row offset by half a tile, forming a triple joint between the tiles (Fig. 2). Fastening the tiles in this way allows you to get a more reliable structure with fewer touching corners of the tiles.
Наличие рамки из алюминия по всей боковой поверхности керамических плиток позволяет максимально локализовать энергию ударной волны в керамике до полной ее минимизации.The presence of an aluminum frame along the entire side surface of the ceramic tiles allows for maximum localization of the shock wave energy in the ceramics until it is completely minimized.
В отличие от известных технических решений, где бронепанель содержит защитный слой, керамические плитки и подложку, а также от патента-прототипа, где между керамическими плитками и подложкой расположен промежуточный слой из жесткого листового материала (стеклотекстолита, титана или стали), представленные бронепанели содержат дополнительные элементы конструкции и керамические плитки из материала «Идеал» (композиционный материал алмаз-карбид кремния), что определяет максимальные механические свойства керамики и высокую броневую стойкость конструкции.Unlike known technical solutions, where the armored panel contains a protective layer, ceramic tiles and a substrate, as well as from the prototype patent, where an intermediate layer of rigid sheet material (fiberglass, titanium or steel) is located between the ceramic tiles and the substrate, the presented armored panels contain additional structural elements and ceramic tiles made of the “Ideal” material (diamond-silicon carbide composite material), which determines the maximum mechanical properties of the ceramics and the high armor resistance of the structure.
Пример реализации.Example implementation.
В НИЦ «Курчатовский институт» - ЦНИИ КМ «Прометей» создана бронепанель. Устройство включает в себя в себя керамические пластины (композиционный материал алмаз-карбид кремния - «Идеал»), подложку и демпфирующий слой из углепластика между керамикой и подложкой, а также боковую рамку из алюминия. Сверху керамических плиток клеится поверхностный демпфирующий слой из резины. Со всех сторон бронепанель закрывается защитным кевларовым слоем (фиг. 3), где 1 - резина (4-6 мм), 2 - клеящий слой, 3 - керамика «Идеал», 4 - алюминиевая рамка, 5 - углепластик (2-2,5 мм), 6 - защитный кевларовый поверхностный слой (1 мм), 7 - подложка из СВМП.An armored panel has been created at the National Research Center "Kurchatov Institute" - Central Research Institute of CM "Prometheus". The device includes ceramic plates (diamond-silicon carbide composite material - “Ideal”), a substrate and a damping layer of carbon fiber between the ceramics and the substrate, as well as a side frame made of aluminum. A surface damping layer of rubber is glued on top of the ceramic tiles. The armored panel is covered on all sides with a protective Kevlar layer (Fig. 3), where 1 is rubber (4-6 mm), 2 is an adhesive layer, 3 is Ideal ceramics, 4 is an aluminum frame, 5 is carbon fiber (2-2, 5 mm), 6 - protective Kevlar surface layer (1 mm), 7 - UHMWMP substrate.
На подложке бронепанели посредством клеящего вещества закреплены керамические плитки (композиционный материал алмаз-карбид кремния - «Идеал»). Толщина керамических плиток может быть от 6-7 мм для класса защиты Бр5 до 10-12 мм для класса защиты Бр6 по ГОСТ Р 50744-95, ГОСТ 34286-2017 и ГОСТ Р 50963-96. В качестве подложки используют прессованный сверхвысокомодульный полиэтилен Дайнема. Между подложкой и керамическими плитками прокладывают демпфирующий слой из углепластика. Сверху керамических плиток клеится поверхностный демпфирующий слой из резины. В качестве клеящего вещества для соединения между собой подложки, прокладки из углепластика и керамики используют уретановый клей.Ceramic tiles (diamond-silicon carbide composite material - “Ideal”) are fixed to the armor panel substrate using an adhesive. The thickness of ceramic tiles can be from 6-7 mm for protection class Br5 to 10-12 mm for protection class Br6 according to GOST R 50744-95, GOST 34286-2017 and GOST R 50963-96. Pressed ultra-high modulus Dyneema polyethylene is used as a substrate. A damping layer of carbon fiber is laid between the substrate and the ceramic tiles. A surface damping layer of rubber is glued on top of the ceramic tiles. Urethane adhesive is used as an adhesive to connect the substrate, carbon fiber gasket and ceramic to each other.
Толщина верхнего защитного поверхностного слоя, углепластика, керамических плиток и подложки регулируется на основании выбора необходимого класса защиты Бр5 или Бр6 по ГОСТ Р 50744-95, ГОСТ 34286-2017 и ГОСТ Р 50963-96 при практических испытаниях бронепанели.The thickness of the upper protective surface layer, carbon fiber, ceramic tiles and substrate is adjusted based on the selection of the required protection class Br5 or Br6 according to GOST R 50744-95, GOST 34286-2017 and GOST R 50963-96 during practical testing of the armored panel.
Бронепанель работает следующим образом: в момент удара пули (осколка) волны сжатия распространяются от точки контакта по поверхности в глубь бронепанели и в пулю (осколок). Разрушение керамики позволяет быстрее рассеивать энергию, что помогает разрушить пулю и остановить ее внутри брони.The armored panel works as follows: at the moment of impact of a bullet (fragment), compression waves propagate from the point of contact along the surface deep into the armored panel and into the bullet (fragment). Breaking the ceramic allows energy to dissipate faster, which helps break up the bullet and stop it inside the armor.
Защитный поверхностный слой служит для защиты от разлетающихся фрагментов керамических плиток и фрагментов пули.The protective surface layer serves to protect against flying fragments of ceramic tiles and bullet fragments.
Разработанная бронепанель обладает высокими защитными свойствами, а именно соответствует классу защиты Бр5 по ГОСТ Р 50744-95, ГОСТ 34286-2017 и ГОСТ Р 50963-96 (винтовка Драгунова СВД, пуля повышенной пробиваемости ПП (инд. 7Н13), калибра 7,62 мм со скоростью 815-845 м/с и бронебойно-зажигательная пуля Б-32 (инд. 7-Б3-3) калибра 7,62 мм со скоростью 795-825 м/с) и классу защиты Бр6 по ГОСТ Р 50744-95, ГОСТ 34286-2017 и ГОСТ Р 50963-96 (крупнокалиберная снайперская винтовка ОСВ-96, бронебойно-зажигательная пуля Б-32 (инд. 57-Б3-542) калибра 12,7 мм со скоростью 810-850 м/с). Поверхностная плотность бронепанелей составляет 32,5 кг/м2 (по классу защиты Бр5) и 60,5 кг/м2 (по классу защиты Бр6). Пулевые свойства бронепанели приведены в таблице 3.The developed armor panel has high protective properties, namely, it corresponds to the Br5 protection class according to GOST R 50744-95, GOST 34286-2017 and GOST R 50963-96 (Dragunov SVD rifle, bullet of increased penetration PP (ind. 7N13), caliber 7.62 mm with a speed of 815-845 m/s and an armor-piercing incendiary bullet B-32 (ind. 7-B3-3) of 7.62 mm caliber with a speed of 795-825 m/s) and protection class Br6 according to GOST R 50744-95, GOST 34286-2017 and GOST R 50963-96 (large-caliber sniper rifle OSV-96, armor-piercing incendiary bullet B-32 (ind. 57-B3-542) 12.7 mm caliber with a speed of 810-850 m/s). The surface density of the armor panels is 32.5 kg/ m2 (according to protection class Br5) and 60.5 kg/ m2 (according to protection class Br6). The bullet properties of the armor panel are given in Table 3.
Рассмотрим процесс взаимодействия ударника и преграды.Let us consider the process of interaction between the striker and the obstacle.
Для большинства керамик упругая волна, возникающая вследствие высокоскоростного удара, состоит из поверхностных (Релеевских) волн, сдвиговых волн и волн сжатия.For most ceramics, the elastic wave generated by high-velocity impact consists of surface (Rayleigh) waves, shear waves, and compression waves.
При ударе пули в хрупкое тело (керамику) происходит образование коноиды разрушения, радиальных трещин и круговых трещин, образующих конус (обратный конусу Герца) (фиг. 4). Разрушение керамики с характерным образованием обратного конуса Герца доказывает локализацию энергии ударной волны и минимизацию ее в объеме, ограниченном керамическими плитками, что характеризует качество керамических плиток (композиционный материал алмаз-карбид кремния - «Идеал») и бронепанели в целом.When a bullet hits a fragile body (ceramics), a fracture conoid, radial cracks and circular cracks form, forming a cone (reverse to the Hertz cone) (Fig. 4). The destruction of ceramics with the characteristic formation of a reverse Hertz cone proves the localization of the shock wave energy and its minimization in a volume limited by ceramic tiles, which characterizes the quality of ceramic tiles (diamond-silicon carbide composite material - “Ideal”) and the armored panel as a whole.
Бронепанель (керамика - «Идеал»+подложка - СВМП) после пулевых испытаний по классу защиты Бр6 по ГОСТ Р 50744-95 и ГОСТ 34286-2017 представлена на фиг. 5.The armored panel (ceramics - “Ideal” + substrate - SVMP) after bullet tests according to the Br6 protection class according to GOST R 50744-95 and GOST 34286-2017 is shown in Fig. 5.
Высокая эффективность устройства достигается за счет применения керамических плиток с высокими механическими характеристиками, обеспечивающих эффективное рассеивание (диссипацию) энергии удара, а также за счет применения дополнительных элементов конструкции, таких как прокладка из углепластика, являющаяся демпфирующим слоем и поверхностная рамка, дополнительно локализующая энергию ударной волны в керамике до полной ее минимизации.The high efficiency of the device is achieved through the use of ceramic tiles with high mechanical characteristics, which ensure effective dissipation of impact energy, as well as through the use of additional structural elements, such as a carbon fiber gasket, which is a damping layer, and a surface frame, which additionally localizes the shock wave energy in ceramics until it is completely minimized.
Claims (4)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU223744U1 true RU223744U1 (en) | 2024-02-29 |
Family
ID=
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU51191U1 (en) * | 2005-08-03 | 2006-01-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-технический центр "Ситалл-СПб" | BRONEPANEL |
| RU110831U1 (en) * | 2011-07-20 | 2011-11-27 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | SECURITY PANEL |
| RU168685U1 (en) * | 2016-09-27 | 2017-02-15 | Борис Георгиевич Еремин | COMPOSITION ARMOR BARRIER |
| US10215537B2 (en) * | 2014-12-08 | 2019-02-26 | A. Jacob Ganor | Modular ceramic composite antiballistic armor |
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU51191U1 (en) * | 2005-08-03 | 2006-01-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-технический центр "Ситалл-СПб" | BRONEPANEL |
| RU110831U1 (en) * | 2011-07-20 | 2011-11-27 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | SECURITY PANEL |
| US10215537B2 (en) * | 2014-12-08 | 2019-02-26 | A. Jacob Ganor | Modular ceramic composite antiballistic armor |
| RU168685U1 (en) * | 2016-09-27 | 2017-02-15 | Борис Георгиевич Еремин | COMPOSITION ARMOR BARRIER |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Medvedovski | Ballistic performance of armour ceramics: Influence of design and structure. Part 2 | |
| US7478579B2 (en) | Encapsulated ballistic structure | |
| US8387510B1 (en) | Composite armor system including a ceramic-embedded heterogeneously layered polymeric matrix | |
| Kaufmann et al. | Influence of material properties on the ballistic performance of ceramics for personal body armour | |
| CN103180685B (en) | There is the armour plate of bar shaped protection element and absorb the method for bullet energy | |
| CN205388440U (en) | Composite armor board and armored equipment | |
| WO2009108169A2 (en) | Laminated armor having a non-planar interface design to mitigate stress and shock waves | |
| CN112848554A (en) | High-toughness fiber-reinforced foamed aluminum gradient anti-explosion composite structure | |
| US8087340B2 (en) | Composite treatment of ceramic tile armor | |
| CN111006547B (en) | Light bulletproof armor composite structure containing transparent aerogel | |
| DK178289B1 (en) | Light weight composite armor with structural strength | |
| RU223744U1 (en) | ARMORED PANEL | |
| RU221845U1 (en) | ARMORED PANEL | |
| RU219559U1 (en) | ARMORED PANEL | |
| CN112229272A (en) | Light composite protective armor | |
| Medvedovski | Armor alumina ceramics | |
| RU110831U1 (en) | SECURITY PANEL | |
| RU2393416C1 (en) | Multi-layer armoured barrier | |
| RU97508U1 (en) | BRONEPANEL | |
| RU2359832C1 (en) | Transparent ceramic composition | |
| CN114166069A (en) | Light multilayer composite structure bulletproof armor plate and preparation method thereof | |
| RU80935U1 (en) | BRONEPANEL | |
| DENG et al. | Investigation on Bullet Proof Mechanism of YAG Transparent Ceramic Composite Targets | |
| RU167891U1 (en) | COMPOSITE CERAMIC BRONEPANEL | |
| RU2367881C1 (en) | Armored structure |