RU2437053C1 - Ballistic protection armoured panel - Google Patents

Ballistic protection armoured panel Download PDF

Info

Publication number
RU2437053C1
RU2437053C1 RU2010138206/12A RU2010138206A RU2437053C1 RU 2437053 C1 RU2437053 C1 RU 2437053C1 RU 2010138206/12 A RU2010138206/12 A RU 2010138206/12A RU 2010138206 A RU2010138206 A RU 2010138206A RU 2437053 C1 RU2437053 C1 RU 2437053C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
layer
layers
front layer
complex
modulus
Prior art date
Application number
RU2010138206/12A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Сергеевич Андреев (RU)
Александр Сергеевич Андреев
Андрей Борисович Белявский (RU)
Андрей Борисович Белявский
Роман Юрьевич Ильин (RU)
Роман Юрьевич Ильин
Денис Вензелевич Салахов (RU)
Денис Вензелевич Салахов
Сергей Тимофеевич Славинский (RU)
Сергей Тимофеевич Славинский
Светлана Борисовна Федорова (RU)
Светлана Борисовна Федорова
Галина Александровна Новикова (RU)
Галина Александровна Новикова
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная фирма "ТЕХИНКОМ"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная фирма "ТЕХИНКОМ" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная фирма "ТЕХИНКОМ"
Priority to RU2010138206/12A priority Critical patent/RU2437053C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2437053C1 publication Critical patent/RU2437053C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: weapons and ammunition.
SUBSTANCE: ballistic protection armoured panel consists of cover, front layer of high hardness, which is located in intermediate layer and composite bottom, which differs by the fact that intermediate layer is made in the form of high-modulus textile structure applied to both sides of front layer, for example fabric from aramide or carbon threads or glass fabric with polymer bindings agents, for example epoxide, polyurethane or phenolic ones, thus forming double-sided armouring of front layer. Composite bottom is made in the form of flat truss girder; at that, carrying layers of composite bottom are made from textile material, for example fabric, non-woven UD-structure, etc. On the basis of high-strength, high-modulus, complex and elementary threads, and uniformly distributed connection between layers is performed by means of polymer binding agent.
EFFECT: increasing protective and operating properties owing to improving reliability, bullet resistance and survivability of armoured panel, and decreasing its mass and dimensional characteristics.
4 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к средствам бронезащиты и может быть использовано автономно (и)или в составе бронежилетов или других технических средств защиты человека от поражения пулей или иным движущимся предметом, обладающим большой кинетической энергией.The invention relates to means of armor protection and can be used autonomously (and) or as part of body armor or other technical means of protecting a person from being hit by a bullet or other moving object with high kinetic energy.

Известна бронезащита для бронежилета, состоящая из бронепластин, установленных встык, и бронеполос, установленных над стыками бронепластин в пересекающихся направлениях, при этом бронеполосы выполнены из набора отдельных бронеэлементов, причем бронепластины и бронеэлементы бронеполос установлены в карманах из высокомодульной органической ткани (см. патент РФ №2091693, кл. F41H 1/02 от 07.06.94 г.).Known body armor for body armor, consisting of armored plates mounted end-to-end, and armored strips mounted above the joints of armored plates in intersecting directions, while armored bands are made of a set of individual armor elements, and armored plates and armored armor plates are installed in pockets of high-modulus organic fabric (see RF patent No. 2091693, CL F41H 1/02 dated 06/07/94).

Недостатком данной бронезащиты является сложность ее изготовления и достаточно высокий вес. Изготовленные с использованием данной бронезащиты бронежилеты тяжелы и неудобны при эксплуатации.The disadvantage of this armor is the complexity of its manufacture and a fairly high weight. Body armor made using this body armor is heavy and inconvenient during operation.

Известны конструкции пулезащитных бронепанелей на основе броневых керамических плиток различного состава, укрепленных с помощью полимерных связующих на слоистых основаниях из стекло- или органокомпозитов «Пулезащитная панель для средств бронезащиты» патент РФ 2130159, 1997 г. и «Пулезащитная брпонепанель», патент РФ №2190823, 2001 г. Решение по патенту №2130159 выбрано в качестве прототипа.Known design bulletproof armored panels based on armored ceramic tiles of various compositions, reinforced with polymer binders on laminated bases of glass or organocomposites "Bulletproof panel for armor protection" patent of the Russian Federation 2130159, 1997 and "Bulletproof brponepanel", RF patent No. 2190823, 2001. Decision according to patent No. 2130159 was selected as a prototype.

Однако всем композитным бронепанелям, имеющим в качестве фронтального слоя хрупкие материалы - керамику или высокотвердую броневую сталь, присущ общий недостаток - снижение надежности (вероятности непробития) бронепанели после первого баллистического воздействия. При последующих поражениях надежность падает катастрофически. Объяснение этому факту заключается в том, что каждое такое воздействие на хрупкий фронтальный слой приводит к образованию радиальных трещин, расходящихся далеко за пределы конуса Морзе и часто достигающих краев бронепанели. При повторных попаданиях в бронепанель результат является функцией взаиморасположения трещин и точки попадания. Т.е. при попадании непосредственно в область трещины или слияния нескольких трещин вероятность непробития стремится к нулю. После прохождения фронтального слоя в таких областях сердечник сохраняет от 70% до 90% своей массы при мало нарушенной геометрии. Таким образом, на композитное основание воздействует не рассредоточенный поток частиц, состоящий из фрагментов сердечника и вторичных осколков преграды, а почти неповрежденный сердечник, сохранивший большую часть кинетической энергии. Далее процесс взаимодействия почти неповрежденного или поврежденного в малой степени сердечника проходит по механизму воздействия пули на преграду средней твердости - пробитие со срезом слоев высокомодульной ткани, пропитанной полимерным связующим. При этом пропитанные связующим волокна композитного основания работают на короткой базе, 0,5-1,5 мм, не могут перемещаться ни вдоль, ни перпендикулярно своей оси и распространять волновой импульс на большую площадь т.к. зафиксированы связующим, а следовательно, не рассеивают необходимую часть энергии и работают по самому энергетически невыгодному механизму разрушения - на срез.However, all composite armor panels that have fragile materials as a front layer — ceramics or high-hardness armor steel — have a common drawback - a decrease in the reliability (probability of non-penetration) of the armor panel after the first ballistic effect. With subsequent defeats, reliability drops catastrophically. The explanation for this fact is that each such effect on a brittle frontal layer leads to the formation of radial cracks that extend far beyond the Morse cone and often reach the edges of the armored panel. With repeated hits in the armored panel, the result is a function of the relative position of the cracks and the point of impact. Those. if several cracks enter directly into the crack region or merge, the probability of non-penetration tends to zero. After passing through the frontal layer in such areas, the core retains from 70% to 90% of its mass with slightly disturbed geometry. Thus, the composite base is affected not by a dispersed stream of particles consisting of core fragments and secondary fragments of the barrier, but by an almost intact core, which retained most of the kinetic energy. Further, the process of interaction of an almost intact or slightly damaged core passes through the mechanism of the impact of a bullet on an average hardness barrier - breaking through with a cut of layers of high-modulus tissue impregnated with a polymer binder. At the same time, the fibers of the composite base impregnated with a binder work on a short base, 0.5-1.5 mm, cannot move either along or perpendicular to their axis and spread the wave pulse over a large area since fixed by a binder, and therefore, do not dissipate the necessary part of the energy and work according to the most energetically unfavorable mechanism of destruction - to cut.

При повторном и последующих воздействиях пуля или сердечник пули, попав в поврежденную зону фронтального слоя бронепанели, проходит ее с минимальными нарушениями геометрии и, потеряв незначительную часть энергии, пробивает композитное основание.During repeated and subsequent exposures, the bullet or bullet core, having fallen into the damaged zone of the frontal layer of the armored panel, passes it with minimal geometry disruptions and, having lost a small part of the energy, breaks through the composite base.

Не лучше обстоит дело с надежностью бронепанелей, фронтальный слой которых состоит из множества мозаично собранных пластин-плиток. Надежность композитных бронепанелей такой конструкции уже при первом воздействии зависит от локализации попадания, т.е. при попадании в стык двух или нескольких плиток вероятность непробития заметно ниже, чем при попадании в середину плитки.The situation is not better with the reliability of the armored panels, the front layer of which consists of many mosaic-assembled plate-tiles. The reliability of composite armored panels of this design already at the first exposure depends on the location of the hit, i.e. if two or more tiles hit the joint, the probability of not penetrating is noticeably lower than if they hit the middle of the tile.

Современные тактико-технические требования к индивидуальным средствам бронезащиты формулируют более высокие показатели надежности 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 и снижению массы средства индивидуальной бронезащиты. Большинство бронепанелей имеют недостаточный уровень надежности, пулестойкости, живучести и защиты от заброневой контузионной травмы, особенно при повторных воздействиях ввиду нарушения монолитности и, как следствие, увеличения деформации тыльной стороны. Бронепанель, взятая в качестве прототипа, хотя и имеет наиболее высокие показатели эффективности защиты (пулестойкости, живучести), однако, для снижения показателя заброневой контузионной травмы до допустимой (второй степени) в бронежилетах необходимо все-таки использовать дополнительные антитравматические слои, что увеличивает массу изделия, снижает его технологичность.Modern tactical and technical requirements for individual means of armor protection formulate higher reliability indicators when exposed to high-energy armor-piercing bullets and bullets of increased penetration of rifle cartridges with a caliber of 7.62 and higher. At the same time, the requirements for the level of protection of a person from concussion injuries when the protective composition is not broken and the weight of the individual armor protection means are reduced. Most armored panels have an insufficient level of reliability, bullet resistance, survivability and protection from armor-borne contusion injury, especially with repeated exposures due to violation of solidity and, as a result, an increase in the deformation of the back side. The armored panel, taken as a prototype, although it has the highest protection efficiency (bullet resistance, survivability), however, to reduce the armor contusion injury rate to an acceptable (second degree) in bulletproof vests, it is nevertheless necessary to use additional anti-traumatic layers, which increases the mass of the product , reduces its manufacturability.

Этих недостатков практически лишена предлагаемая конструкция пулезащитной бронепанели, позволяющая существенно улучшить показатели прототипа - эффективность защиты.These shortcomings are practically devoid of the proposed design of the bulletproof armored panel, which can significantly improve the performance of the prototype - the effectiveness of protection.

Задачей заявленного изобретения является повышение защитных и эксплуатационных свойств за счет повышения надежности, пулестойкости и живучести бронепанели, а также снижение ее габаритно-массовых характеристик.The objective of the claimed invention is to increase the protective and operational properties by increasing the reliability, bullet resistance and survivability of the armored panel, as well as reducing its overall mass characteristics.

Поставленная цель достигается за счет того, что в известной пулезащитной бронепанели, состоящей из оболочки, фронтального слоя высокой твердости (керамика, броневая сталь), расположенного в промежуточном слое и композитного основания, промежуточный слои выполнен в виде нанесенной с двух сторон на фронтальный слой высокомодульной тексильной 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. А также за счет того, что двустороннее армирование фронтального слоя выполнено эквидистантно, а частота равномерно распределенной узловой связи между слоями фермы задается плотностью переплетения комплексных нитей текстильной структуры, составляющей слой, или способом нанесения связующего, при этом полимерное связующее проходит между комплексными нитями, не проникая вглубь их, связывая только периферийные элементарные волокна.This goal is achieved due to the fact that in the known bulletproof armor panel consisting of a shell, a front layer of high hardness (ceramic, armored steel) located in the intermediate layer and a composite base, the intermediate layers are made in the form of a highly modular texil applied on both sides structures, for example, fabrics of aramid or carbon filaments or fiberglass with a polymer binder, for example, epoxy, polyurethane or phenolic, forming bilateral frontal reinforcement layer, and a composite base formed as a plane lattice truss, wherein the carrier layers of the composite base formed of a textile material, such as cloth, nonwoven UD-structure and so on. based on high-strength, high-modulus, complex and elementary threads, and a uniformly distributed nodal bond between the layers is made by a polymer binder. And also due to the fact that the bilateral reinforcement of the front layer is performed equidistantly, and the frequency of a uniformly distributed nodal connection between the farm layers is determined by the weave density of the complex yarns of the textile structure constituting the layer, or by the method of applying a binder, while the polymer binder passes between the complex threads without penetrating deep into them, linking only peripheral elementary fibers.

Технический результат достигается за счет следующих конструктивных особенностей:The technical result is achieved due to the following design features:

1. Фронтальный слой бронепанели выполнен из броневой керамики, стали или иного твердого материала, эквидистантно армированного стеклотканью, тканью из арамидных нитей, углеродных нитей или иной высокомодульной структурой. Этим достигается два эффекта: обеспечение монолитности фронтального слоя, собранного из отдельных плит, а также сохранение монолитности после пулевого воздействия путем удержания фрагментов разрушенной части фронтального слоя в непосредственном контакте друг с другом. При попадании боеприпаса в стык плиток или трещину эквидистантно армированного слоя раздвижки и удаления фрагментов от траектории движения сердечника не происходит. Эквидистантно армированный слой фрагментированного твердого материала продолжает оказывать сопротивление продвижению сердечника, разрушая его.1. The front layer of the armored panel is made of armor ceramics, steel or other solid material, equidistantly reinforced with fiberglass, aramid fabric, carbon fiber or other high modulus structure. This achieves two effects: ensuring the monolithicity of the frontal layer assembled from individual plates, as well as maintaining the monolithicity after the bullet impact by keeping fragments of the destroyed part of the frontal layer in direct contact with each other. When ammunition gets into the junction of tiles or a crack in the equidistant reinforced layer, the sliding and removal of fragments from the trajectory of the core does not occur. The equidistant reinforced layer of fragmented solid material continues to resist core movement, destroying it.

2. Слоистое композитное основание выполнено в виде плоской решетчатой фермы, причем плоскости фермы (несущие слои) выполнены из текстильного материала - ткани, UD-структуры и проч. на основе высокопрочных, высокомодульных, комплексных и элементарных нитей. Связь между слоями в узлах, статистически равномерно распределенных по плоскости, осуществляется полимерными связующими, например полиуретанового, эпоксидного ряда или иным, в т.ч. термопластичным, причем каждый узел может соединять два и более несущих слоев фермы. Связующее проникает сквозь слои в пространства между комплексными нитями, связывая только периферийные элементарные волокна комплексных нитей, не пропитывая их вглубь.2. The layered composite base is made in the form of a flat lattice truss, and the truss planes (bearing layers) are made of textile material - fabric, UD structure, etc. based on high strength, high modulus, complex and elementary threads. The connection between the layers in the nodes, statistically uniformly distributed along the plane, is carried out by polymeric binders, for example, polyurethane, epoxy series or otherwise, including thermoplastic, and each node can connect two or more bearing layers of the farm. The binder penetrates through the layers into the spaces between the complex filaments, tying only the peripheral elementary fibers of the complex filaments, without soaking them deep.

В предлагаемом техническом решении пулезащитной бронепанели механизм защиты при первом баллистическом воздействии схож с обычным. Однако при последующих попаданиях конструктивные особенности бронепанели обусловливают иное функциональное поведение ее основных составляющих - фронтального слоя и композитного основания.In the proposed technical solution of the bulletproof armored panel, the protection mechanism during the first ballistic impact is similar to the usual one. However, with subsequent hits, the structural features of the armored panel determine a different functional behavior of its main components - the front layer and the composite base.

Эквидистантное армирование фронтального слоя препятствует прорастанию радиальных трещин, образовавшихся в результате предшествующего попадания, ограничивает их длину и обеспечивает фиксацию фрагментов поврежденной преграды в исходном положении. Этим обеспечивается высокий уровень сопротивления продвижению сердечника боеприпаса, что приводит к его более интенсивному абразивному износу и поглощению кинетической энергии. В итоге снижается энергетическая нагрузка, масса и размеры поражающих фрагментов и смягчается воздействие на композитное основание.The equidistant reinforcement of the frontal layer prevents the growth of radial cracks formed as a result of a previous impact, limits their length and ensures the fixation of fragments of the damaged barrier in the initial position. This provides a high level of resistance to the advancement of the ammunition core, which leads to its more intense abrasive wear and absorption of kinetic energy. As a result, the energy load, mass and size of the damaging fragments are reduced and the effect on the composite base is softened.

Композитное основание, представляющее собой плоскую ферму, выполняет двухэтапную задачу. На этапе прохождения сердечника через фронтальный слой оно выполняет функцию жесткого основания, поддерживающего фронтальный слой, препятствуя раздвижке и уносу абразивных фрагментов фронтального слоя, что в комплексе способствует увеличению абразивного износа сердечника. При этом реализуется ценное свойство форменных конструкций сохранять собственную геометрию и жесткость вплоть до уровня нагрузок, превышающих предел устойчивости фермы. Иными словами, на этапе воздействия сердечника или пули на фронтальный слой форменное композитное основание ведет себя аналогично традиционным жестким композитам, применяемым в известных бронепанелях, превосходя их по весовой эффективности. На втором этапе после пробития фронтального слоя, в т.ч. ранее поврежденного предыдущими воздействиями, значительная часть (части) сердечника и вторичные осколки фронтального слоя воздействуют на композитное основание на ограниченной площади. В результате воздействия концентрированной контактной нагрузки, направленной по нормали к плоскости фермы, происходит локальная потеря устойчивости конструкции, возникает сложнонапряженное состояние - смятие с разрушением межслойных связей фермы на ограниченной площади, исключающее наиболее невыгодный с точки зрения энергопоглощения механизм разрушения - срез. Далее процесс удержания потока частиц происходит по механизму удержания осколков мягкими баллистическими структурами, широко применяющимися в противоосклочной защите бронежилетов. Такой двоякий механизм работы композитного основания возможен благодаря конструктивным особенностям защищаемого технического решения, а именно узловой связи между слоями, равномерно распределенной по плоскости, осуществленной полимерным связующим. Особенно важно, что при этом связующее, проходя сквозь один или несколько слоев композита, обеспечивает их связь без проникновения внутрь комплексных нитей и не связывает элементарные нити в комплексных между собой.The composite base, which is a flat truss, performs a two-stage task. At the stage of passage of the core through the frontal layer, it performs the function of a rigid base supporting the frontal layer, preventing the sliding and ablation of abrasive fragments of the frontal layer, which together contributes to an increase in the abrasive wear of the core. At the same time, a valuable property of the shaped structures is realized to maintain their own geometry and rigidity up to the level of loads exceeding the stability limit of the truss. In other words, at the stage of exposure of the core or bullet to the frontal layer, the shaped composite base behaves similarly to the traditional rigid composites used in known armored panels, surpassing them in weight efficiency. At the second stage, after breaking through the frontal layer, incl. previously damaged by previous influences, a significant part (parts) of the core and secondary fragments of the front layer act on the composite base in a limited area. As a result of the concentrated contact load directed normal to the truss plane, there is a local loss of structural stability, a complex stress state arises - collapse with the destruction of truss interlayer bonds over a limited area, eliminating the most unfavorable fracture mechanism from the point of view of energy absorption - shear. Further, the process of retaining the particle flow occurs according to the mechanism of holding fragments with soft ballistic structures, which are widely used in anti-fragmentation protection of body armor. Such a dual mechanism of operation of the composite base is possible due to the design features of the protected technical solution, namely, the nodal connection between the layers, evenly distributed over a plane made by a polymer binder. It is especially important that the binder, passing through one or several layers of the composite, ensures their bonding without penetrating inside the complex threads and does not bind the elementary threads in the complex to each other.

На чертеже схематично представлена пулезащитная бронепанель, где позициями обозначены следующие элементы: 1 - оболочка бронепанели, 2 - фронтальный слой (керамика, сталь), 3 - промежуточный слой, 4 - несущие слои композитного форменного основания, 5 - межслоевая связь композитного ферменного основания.The drawing schematically shows a bulletproof armor panel, where the following elements are indicated by positions: 1 - shell of the armor panel, 2 - front layer (ceramic, steel), 3 - intermediate layer, 4 - bearing layers of the composite shaped base, 5 - interlayer connection of the composite truss base.

Оболочка бронепанели 1 выполнена из композиционного материала на основе ткани из волокна СВМ®, а также Терлон® или Кевлар® и полимерного связующего, например эпоксидного эпоксифенольного или эластомерного (ЭДТ-1, ЭНФБ, СКУПФЛ). Фронтальный слой 2 может быть выполнен из броневой керамики, стали или иного твердого материала как цельным, так и состоящим из отдельных плиток. Промежуточный слой 3, образующий эквидистантное армирование фронтального слоя, может быть выполнен из ткани или иной высокомодульной структуры из арамидных нитей, углеродных нитей, стекловолокна и полимерного связующего. Несущие слои композитного форменного основания 4 выполнены из текстильного материала - ткани, UD-структуры и проч. на основе высокопрочных, высокомодульных, комплексных и элементарных нитей. Межслоевая связь 5 композитного форменного основания в узлах, равномерно распределенных по плоскости, осуществляется полимерными связующими, например полиуретанового, эпоксидного ряда или иным, в т.ч. термопластичным, причем каждый узел может соединять два и более несущих слоев фермы. Частота равномерно распределенной узловой связи между слоями фермы выбирается в зависимости от плотности переплетения комплексных нитей текстильной структуры, составляющей слой.The shell of the armor plate 1 is made of a composite material based on fabric from CBM® fiber, as well as Terlon® or Kevlar® and a polymer binder, for example, epoxy epoxyphenol or elastomeric (EDT-1, ENFB, SKUPFL). The front layer 2 can be made of armored ceramics, steel or other solid material, either solid or consisting of separate tiles. The intermediate layer 3, forming the equidistant reinforcement of the front layer, can be made of fabric or other high-modulus structure of aramid yarns, carbon yarns, fiberglass and a polymer binder. The bearing layers of the composite shaped base 4 are made of textile material - fabric, UD-structure and so on. based on high strength, high modulus, complex and elementary threads. The interlayer bond 5 of the composite shaped base in the nodes evenly distributed along the plane is carried out by polymer binders, for example, polyurethane, epoxy series or otherwise, including thermoplastic, and each node can connect two or more bearing layers of the farm. The frequency of a uniformly distributed nodal connection between the layers of the farm is selected depending on the density of the weave of the complex yarns of the textile structure making up the layer.

Способов реализации описанной схемы много, в т.ч. нанесение порошковых, сетчатых или пленочных связующих с последующим отверждением под давлением, применение специальных обработок слоев, с последующим нанесением фиксированного количества связующего на слои и прессованием и т.д.There are many ways to implement the described scheme, including application of powder, mesh or film binders, followed by curing under pressure, the use of special layer treatments, followed by applying a fixed amount of binder to the layers and pressing, etc.

В предлагаемом техническом решении пулезащитной бронепанели механизм защиты при первом огневом воздействии представляется следующим образом.In the proposed technical solution bulletproof armored panels, the protection mechanism during the first fire exposure is as follows.

При встрече с фронтальным слоем 2 из твердого материала неповрежденной бронепанели пули оболочечного типа со свинцовым или мягким стальным сердечником разрушаются практически полностью и останавливаются фронтальным слоем 2. Сердечник бронебойного боеприпаса проходит фронтальный слой 2, разрушая его частично или пробивая насквозь, в свою очередь, подвергается абразивному износу. Фрагменты сердечника и вторичные осколки фронтального слоя 2 задерживаются композитным основанием 4, упруго-пластическая деформация которого частично поглощает и частично рассеивает энергию по всей площади бронепанели. При повторном и последующих воздействиях эквидистантное армирование (промежуточный слой 3) фронтального слоя 2 препятствует прорастанию радиальных трещин, образовавшихся в результате предшествующего попадания, ограничивает их длину и обеспечивает фиксацию фрагментов поврежденного фронтального слоя 2 в исходном положении. Этим обеспечивается высокий уровень сопротивления продвижению сердечника боеприпаса, что приводит к его более интенсивному абразивному износу и поглощению кинетической энергии. В итоге снижается энергетическая нагрузка, масса и размеры поражающих фрагментов и смягчается воздействие на композитное основание.When faced with a frontal layer 2 of solid material of an intact armored panel, shell-type bullets with a lead or soft steel core are destroyed almost completely and stop by the frontal layer 2. The core of the armor-piercing ammunition passes through the frontal layer 2, partially destroying it or penetrating through it, in turn, it undergoes abrasive wear and tear. Fragments of the core and secondary fragments of the frontal layer 2 are delayed by the composite base 4, the elastic-plastic deformation of which partially absorbs and partially dissipates energy over the entire area of the armored panel. During repeated and subsequent impacts, the equidistant reinforcement (intermediate layer 3) of the frontal layer 2 prevents the growth of radial cracks formed as a result of a previous impact, limits their length and ensures the fixation of fragments of the damaged frontal layer 2 in the initial position. This provides a high level of resistance to the advancement of the ammunition core, which leads to its more intense abrasive wear and absorption of kinetic energy. As a result, the energy load, mass and size of the damaging fragments are reduced and the effect on the composite base is softened.

Композитное основание 4, представляющее собой плоскую ферму, выполняет двухэтапную задачу. На этапе прохождения сердечника через фронтальный слой оно выполняет функцию жесткого основания, поддерживающего фронтальный слой 2, препятствуя раздвижке и уносу абразивных фрагментов фронтального слоя, что в комплексе способствует увеличению абразивного износа сердечника. При этом реализуется ценное свойство форменных конструкций сохранять собственную геометрию и жесткость вплоть до уровня нагрузок, превышающих предел устойчивости фермы. Иными словами, на этапе воздействия сердечника или пули на фронтальный слой 2 форменное композитное основание 4 ведет себя аналогично традиционным жестким композитам, применяемым в известных бронепанелях, превосходя их по весовой эффективности. На втором этапе после пробития фронтального слоя 2, в т.ч. ранее поврежденного предыдущими воздействиями, значительная часть (части) сердечника и вторичные осколки разрушенного фронтального слоя воздействуют на композитное основание 4 на ограниченной площади. В результате воздействия концентрированной контактной нагрузки, направленной по нормали к плоскости фермы, происходит полная или частичная локальная потеря устойчивости конструкции, возникает сложнонапряженное состояние - смятие с разрушением межслойных связей фермы на ограниченной площади. Далее процесс удержания потока частиц происходит по механизму удержания осколков мягкими баллистическими структурами. Такой двоякий механизм работы композитного основания возможен благодаря конструктивным особенностям защищаемого технического решения, а именно узловой связи 5 между слоями, осуществленной полимерным связующим и равномерно распределенной по плоскости. Это способствует повышению уровня защиты человека от контузионной травмы и снижению массы средства индивидуальной бронезащиты.Composite base 4, which is a flat truss, performs a two-stage task. At the stage of passage of the core through the frontal layer, it performs the function of a rigid base supporting the frontal layer 2, preventing the sliding and entrainment of abrasive fragments of the frontal layer, which together contributes to an increase in the abrasive wear of the core. At the same time, a valuable property of the shaped structures is realized to maintain their own geometry and rigidity up to the level of loads exceeding the stability limit of the truss. In other words, at the stage of exposure of the core or bullet to the front layer 2, the shaped composite base 4 behaves similarly to the traditional rigid composites used in known armored panels, surpassing them in weight efficiency. In the second stage, after breaking through the frontal layer 2, incl. previously damaged by previous influences, a significant part (parts) of the core and secondary fragments of the destroyed frontal layer act on the composite base 4 in a limited area. As a result of the effect of concentrated contact load directed normal to the truss plane, a complete or partial local loss of structural stability occurs, a complex stress state arises - crushing with the destruction of truss interlayer bonds over a limited area. Further, the process of retaining the particle flow occurs according to the mechanism of retaining fragments by soft ballistic structures. Such a dual mechanism of operation of the composite base is possible due to the design features of the protected technical solution, namely, the nodal connection 5 between the layers, made by a polymer binder and uniformly distributed along the plane. This helps to increase the level of protection of a person from contusion injury and to reduce the mass of personal protective equipment.

Claims (4)

1. 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.1. Bulletproof armor panel, consisting of a shell, a front layer of high hardness, 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 from aramid or carbon fibers or fiberglass with a polymer binder, such as epoxy, polyurethane or phenolic, forming bilateral reinforcement of the front layer, and the composite base is made in the form of a flat sieve chat farm, and the bearing layers of the composite base are made of textile material, such as fabric, non-woven UD-structure and so on. based on high-strength, high-modulus, complex and elementary threads, and a uniformly distributed nodal bond between the layers is made by a polymer binder. 2. Пулезащитная бронепанель по п.1, отличающаяся тем, что двустороннее армирование фронтального слоя выполнено эквидистантно.2. Bulletproof armored panel according to claim 1, characterized in that the bilateral reinforcement of the front layer is made equidistant. 3. Пулезащитная бронепанель по п.1, отличающаяся тем, что частота равномерно распределенной узловой связи между слоями фермы задается плотностью переплетения комплексных нитей текстильной структуры, составляющей слой или способом нанесения связующего.3. Bulletproof armored panel according to claim 1, characterized in that the frequency of a uniformly distributed nodal connection between the layers of the farm is set by the density of the weave of the complex yarns of the textile structure constituting the layer or by the method of applying a binder. 4. Пулезащитная бронепанель по п.1, отличающаяся тем, что полимерное связующее проходит между комплексными нитями, не проникая вглубь их, связывая только периферийные элементарные волокна. 4. Bulletproof armored panel according to claim 1, characterized in that the polymer binder passes between the complex threads, without penetrating deep into them, linking only peripheral elementary fibers.
RU2010138206/12A 2010-09-15 2010-09-15 Ballistic protection armoured panel RU2437053C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010138206/12A RU2437053C1 (en) 2010-09-15 2010-09-15 Ballistic protection armoured panel

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010138206/12A RU2437053C1 (en) 2010-09-15 2010-09-15 Ballistic protection armoured panel

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2437053C1 true RU2437053C1 (en) 2011-12-20

Family

ID=45404416

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010138206/12A RU2437053C1 (en) 2010-09-15 2010-09-15 Ballistic protection armoured panel

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2437053C1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU167880U1 (en) * 2016-03-16 2017-01-11 Общество с ограниченной ответственностью "РОМБ" (ООО "РОМБ") COMPOSITE ARMOR PANEL
RU167891U1 (en) * 2016-03-16 2017-01-11 Общество с ограниченной ответственностью "РОМБ" (ООО "РОМБ") COMPOSITE CERAMIC BRONEPANEL
RU180507U1 (en) * 2016-03-16 2018-06-14 Общество с ограниченной ответственностью "РОМБ" (ООО "РОМБ") COMPOSITE ARMOR PANEL
RU2707781C1 (en) * 2018-12-18 2019-11-29 Акционерное Общество "Научно-производственное предприятие "Термостойкий текстиль" (АО НПП "Термотекс") Hybrid composite material for high-pressure shell structures
RU225557U1 (en) * 2023-07-07 2024-04-24 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Череповецкий государственный университет" COMPOSITE ARMOR PANEL

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU167880U1 (en) * 2016-03-16 2017-01-11 Общество с ограниченной ответственностью "РОМБ" (ООО "РОМБ") COMPOSITE ARMOR PANEL
RU167891U1 (en) * 2016-03-16 2017-01-11 Общество с ограниченной ответственностью "РОМБ" (ООО "РОМБ") COMPOSITE CERAMIC BRONEPANEL
RU180507U1 (en) * 2016-03-16 2018-06-14 Общество с ограниченной ответственностью "РОМБ" (ООО "РОМБ") COMPOSITE ARMOR PANEL
RU2707781C1 (en) * 2018-12-18 2019-11-29 Акционерное Общество "Научно-производственное предприятие "Термостойкий текстиль" (АО НПП "Термотекс") Hybrid composite material for high-pressure shell structures
RU225557U1 (en) * 2023-07-07 2024-04-24 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Череповецкий государственный университет" COMPOSITE ARMOR PANEL

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4868040A (en) Antiballistic composite armor
US7540228B1 (en) Ceramic armour and method of construction
US7284470B2 (en) Ballistic resistant devices and systems and methods of manufacture thereof
US6846758B2 (en) Ballistic fabric laminates
US7874239B2 (en) Mosaic extremity protection system with transportable solid elements
US7827899B2 (en) Armor
KR101505511B1 (en) Ballistic projectile armour
DE102017102975B4 (en) Ballistic protective outerwear and ballistic protective clothing unit
WO2005103363A2 (en) Armor including a strain rate hardening elastomer
RU2437053C1 (en) Ballistic protection armoured panel
RU2641542C2 (en) Ballistic protection with multilayer structure, including plurality of rigid members
KR101021296B1 (en) Ballistic plate for defensing shard or explosive
RU2393416C1 (en) Multi-layer armoured barrier
KR101229550B1 (en) Fabric Layer For Bulletproof Clothes
RU167880U1 (en) COMPOSITE ARMOR PANEL
RU2190823C1 (en) Bulletproof armor panel
RU2555119C1 (en) Protective armour barrier
RU2547484C2 (en) Sandwiched armour barrier
RU193794U1 (en) COMPOSITE PULSE PROTECTIVE ARMOR PANEL FOR ARMORED VEST
RU167891U1 (en) COMPOSITE CERAMIC BRONEPANEL
KR101832194B1 (en) Ballistic material based on metallic glass and polymer fiber
RU2390718C1 (en) Armoted element for armor vest protecting against thermally-hardened-core bullets
RU2578710C2 (en) Ceramic-composite armour plate
RU225557U1 (en) COMPOSITE ARMOR PANEL
RU2484412C1 (en) Ceramics-based composite armour packet (cbcap)