RU2582463C1 - Armour protection - Google Patents
Armour protection Download PDFInfo
- Publication number
- RU2582463C1 RU2582463C1 RU2015117631/12A RU2015117631A RU2582463C1 RU 2582463 C1 RU2582463 C1 RU 2582463C1 RU 2015117631/12 A RU2015117631/12 A RU 2015117631/12A RU 2015117631 A RU2015117631 A RU 2015117631A RU 2582463 C1 RU2582463 C1 RU 2582463C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- substrate
- thickness
- layer
- armor
- metal mesh
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Aiming, Guidance, Guns With A Light Source, Armor, Camouflage, And Targets (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области вооружений и военной техники, в частности, к броневым конструкциям, которые могут быть применены в индивидуальных и транспортных средствах для защиты от воздействия пуль стрелкового оружия и высокоэнергетических осколков поля боя, а также в атомной и других отраслях промышленности для применения в качестве средств пассивной защиты изделий.The invention relates to the field of armaments and military equipment, in particular, to armor structures that can be used in individual and vehicles to protect against small arms bullets and high-energy fragments of the battlefield, as well as in nuclear and other industries for use as means of passive protection of products.
Известна броневая защитная преграда от поражения стрелковым оружием (патент РФ №2060439; МПК F41H 5/04; опубл. 20.05.1996 г. ), содержащая подложку, выполненную из стекла с неповрежденной поверхностью, с прочностью σ≥1800 МПа, промежуточный слой, выполненный из материала с прочностью σ≥50 МПа, и покровный слой из высокотвердого материала.Known armored protective barrier against defeat by small arms (RF patent No. 2060439; IPC F41H 5/04; publ. 05/20/1996), containing a substrate made of glass with an intact surface, with a strength of σ≥1800 MPa, an intermediate layer made from a material with a strength of σ≥50 MPa, and a coating layer of highly hard material.
Недостатками такой брони являются:The disadvantages of such armor are:
- преграда решает задачу защиты не выше 5 а класса по ГОСТ Р 50744-95, ГОСТ Р 50963-96;- the barrier solves the problem of protection no higher than
- применение подложки из хрупкого материала (стекла с неповрежденной поверхностью с прочностью σ≥1800 МПа) приводит к образованию тыльных отколов, опасных для защищаемых объектов, хотя и уменьшает поверхностную плотность броневой защиты, при этом значительно увеличивается стоимость подложки и трудоемкость изготовления всей бронезащитной преграды.- the use of a substrate of brittle material (glass with an undamaged surface with a strength of σ≥1800 MPa) leads to the formation of rear spalls that are dangerous for protected objects, although it reduces the surface density of armor protection, while significantly increasing the cost of the substrate and the complexity of manufacturing the entire armor barrier.
Известна бронезащитная преграда (патент РФ №2133433; МПК F41H 1/02, F41H 5/04; опубл. 20.07.1999 г. ), защищающая от огнестрельного и холодного оружия в составе бронежилета, защитного шлема и т.д. и для защиты военной техники. Бронезащитная преграда состоит из фронтального керамического слоя и подложки из целлюлозосодержащего материала с удельным весом 1,05-1,30 г/см3.Known armored barrier (RF patent No. 2133433; IPC F41H 1/02, F41H 5/04; publ. 07/20/1999), which protects against firearms and cold steel as part of body armor, protective helmet, etc. and to protect military equipment. Armored barrier consists of a front ceramic layer and a substrate of cellulose-containing material with a specific gravity of 1.05-1.30 g / cm 3 .
Недостатком известной бронезащитной преграды является то, что она не позволяет защитить объекты от пуль калибра более 7,62 мм и высокоэнергетических осколков поля боя.A disadvantage of the known armored barrier is that it does not allow protecting objects from bullets of a caliber of more than 7.62 mm and high-energy fragments of the battlefield.
Наиболее близким аналогом является бронезащита от пуль со стальным сердечником (патент РФ №2204107; МПК F41H 5/04; опубл. 10.05.2003 г. ), предназначенная для защиты от пуль со стальным сердечником объектов различного назначения. Бронезащита от пуль со стальным сердечником включает защитные экраны, выполненные из металлических сеток с величиной ячеек от половины до одного калибра пули. При этом сетки выполнены из проволоки с твердостью не менее твердости сердечника пули.The closest analogue is armor protection against bullets with a steel core (RF patent No. 2204107; IPC F41H 5/04; publ. 05/10/2003), designed to protect objects with various purposes from a steel core. Armor protection from bullets with a steel core includes protective shields made of metal nets with mesh sizes from half to one caliber bullets. In this case, the mesh is made of wire with a hardness not less than the hardness of the core of the bullet.
Недостатками известной бронезащиты являются:The disadvantages of the known body armor are:
- большая толщина бронезащиты;- large thickness of armor;
- бронезащита не позволяет защитить объекты от пуль калибра более 7,62 мм и высокоэнергетических осколков поля боя;- armor protection does not allow to protect objects from bullets of caliber more than 7.62 mm and high-energy fragments of the battlefield;
- сложность изготовления сеток с твердостью проволоки более твердости сердечника пули, высокая стоимость данной сетки.- the complexity of manufacturing nets with wire hardness more than the hardness of the bullet core, the high cost of this mesh.
Задачей изобретения является разработка надежной легкой защиты объекта от воздействия пуль до калибра 12,7 мм и высокоэнергетических ос-колков поля боя с поверхностной плотностью не более 60 кг/м2.The objective of the invention is to develop reliable easy protection of the object from bullets to a caliber of 12.7 mm and high-energy fragments of the battlefield with a surface density of not more than 60 kg / m 2 .
Техническим результатом предлагаемого решения является уменьшение толщины при сохранении поверхностной плотности бронезащиты с увеличением ее защитных свойств, уменьшение величины тыльного прогиба для исключения удара по защищаемому элементу прибора.The technical result of the proposed solution is to reduce the thickness while maintaining the surface density of the armor with an increase in its protective properties, reducing the magnitude of the back deflection to exclude impact on the protected element of the device.
Технический результат достигается тем, что бронезащита содержит подложку, выполненную из металлической сетки, и лицевой слой, выполненный из твердого керамического материала. Металлическая сетка выполнена из проволоки с прочностью при растяжении σв=0,5-0,8 ГПа и твердостью менее твердости сердечника пули, при этом толщина металлической сетки составляет от 1 до 2,5 толщины лицевого керамического слоя. Лицевой слой выполнен в виде примыкающих друг к другу пластин из броневой керамики Al2O3, SiC или В4С. Между подложкой и лицевым слоем может быть введен, по крайней мере, один дополнительный слой подложки, при этом слой подложки, примыкающий к керамическому элементу, выполнен из стали с пределом прочности σв=0,9-1,6 ГПа или из алюминиевого сплава с пределом прочности σв=0,3-0,4 ГПа. Лицевой слой заневолен наружной облицовкой из материала с пределом прочности σв=0,5-0,55 ГПа толщиной 0,5-1,5 мм.The technical result is achieved in that the armor protection contains a substrate made of metal mesh, and the front layer made of solid ceramic material. The metal mesh is made of wire with tensile strength σ in = 0.5-0.8 GPa and hardness less than the hardness of the bullet core, while the thickness of the metal mesh is from 1 to 2.5 the thickness of the front ceramic layer. The front layer is made in the form of adjacent plates of armor ceramics Al 2 O 3 , SiC or B 4 C. At least one additional substrate layer can be introduced between the substrate and the front layer, while the substrate layer adjacent to the ceramic the element is made of steel with a tensile strength σ in = 0.9-1.6 GPa or from an aluminum alloy with a tensile strength σ in = 0.3-0.4 GPa. The front layer is covered with an outer lining of a material with a tensile strength σ in = 0.5-0.55 GPa with a thickness of 0.5-1.5 mm.
Подложка, выполняющая роль экрана, изготавливается из сетчатого материала (ГОСТ 3826-82) на стальной основе с пределом прочности при растяжении σв=0,5-0,8 ГПа и твердостью менее твердости сердечника пули. Сетка выполняется из проволоки толщиной от 0,2 до 2,0 мм. Диаметр проволоки определяется из линейной зависимости диметра от кинетической энергии поражающего элемента, представленной на фиг. 1, (, где d - диаметр проволоки, мм, Е - кинетическая энергия поражающего элемента, кДж).The substrate, which acts as a screen, is made of a mesh material (GOST 3826-82) on a steel base with a tensile strength σ in = 0.5-0.8 GPa and a hardness less than the hardness of the bullet core. The mesh is made of wire with a thickness of 0.2 to 2.0 mm. The diameter of the wire is determined from the linear dependence of the diameter on the kinetic energy of the striking element shown in FIG. one, ( where d is the diameter of the wire, mm, E is the kinetic energy of the damaging element, kJ).
Подложка может быть выполнена однослойной или многослойной. Для защиты от пуль калибром до 7,62 мм подложка выполняется однослойной из сетчатого материала. Для защиты от пуль калибром более 7,62 мм и высокоэнергетических осколков подложка выполняется многослойной. Керамические пластины могут быть скреплены с наружной облицовкой, дополнительным слоем подложки и между собой с помощью клея.The substrate may be single-layer or multi-layer. To protect against bullets with a caliber of up to 7.62 mm, the substrate is made of a single layer of mesh material. To protect against bullets with a caliber of more than 7.62 mm and high-energy fragments, the substrate is multilayer. Ceramic plates can be bonded to the outer lining, an additional layer of the substrate and with each other using glue.
Стойкость к воздействию бронебойно-зажигательных пуль стрелкового оружия и высокоэнергетических осколков поля боя и, как следствие, повышение надежности заявляемой легкой бронезащиты достигается за счет того, что при воздействии пули или осколка на заневоленную с помощью облицовки керамическую пластину происходит эффективное воздействие на поражающий элемент за счет запасенной энергии, реализуемой в сходящемся к оси пробоины движении частиц керамической пластины. Запасание энергии заневоленной керамической пластиной происходит за счет энергии проникающего поражающего элемента. Благодаря высоким характеристикам упругости и прочности при сжатии керамические материалы способны кратковременно запасать значительную часть энергии при проникании поражающего элемента. Помимо энергетической составляющей происходит перераспределение энергии на большую площадь за счет образующего конуса разрушения в керамической пластине. Кроме того, за счет бокового ограничения керамической пластины облицовкой и соседними бронезащитными элементами, уменьшается (либо исключается) разгрузка (краевые эффекты) в керамическом слое. Образующиеся вторичные осколки улавливаются подложкой, при этом наличие подложки на основе сетчатого материала на стальной основе с пределом прочности при растяжении σв=0,5-0,8 ГПа и твердостью менее твердости сердечника пули позволяет более эффективно взаимодействовать с фрагментами разрушенного в керамическом слое поражающего элемента, приводя к отклонению от оси движения фрагментов поражающего элемента, снижая тем самым проникающее действие, уменьшая величину прогиба подложки и величину запреградного действия. Сетчатые материалы обладают относительно низкой плотностью по сравнению с монолитной сталью, а также имеют ярко выраженные демпфирующие свойства, что позволит снизить вес брони и уменьшить величину прогиба подложки для исключения удара по защищаемому элементу прибора. Толщина сетчатой подложки составляет от 1,0 до 2,5 толщины керамического слоя в зависимости от наличия и толщины дополнительной подложки из алюминиевого сплава. Наличие дополнительного слоя подложки позволяет останавливать крупнокалиберные пули стрелкового оружия и высокоэнергетические осколки поля боя за счет увеличения площади контакта по тыльной поверхности подложки из сетчатого материала, образованной совокупностью конуса Герца в керамическом слое и прогибом дополнительного слоя подложки.Resistance to the impact of armor-piercing incendiary bullets of small arms and high-energy fragments of the battlefield and, as a result, increasing the reliability of the claimed light armor is achieved due to the fact that when a bullet or a fragment is affected by a ceramic plate with a lining, an effective impact on the striking element occurs due to stored energy realized in the motion of particles of a ceramic plate converging to the axis of the hole. The energy is stored by a torn ceramic plate due to the energy of a penetrating damaging element. Due to the high characteristics of elasticity and compressive strength, ceramic materials are capable of briefly storing a significant part of the energy upon penetration of the damaging element. In addition to the energy component, energy is redistributed over a large area due to the generatrix of the fracture cone in the ceramic plate. In addition, due to the lateral restriction of the ceramic plate by the lining and adjacent armored elements, the unloading (edge effects) in the ceramic layer is reduced (or eliminated). The resulting fragments are caught by the secondary substrate, the availability of the substrate on the basis of the mesh material on a steel base with a tensile strength σ B = 0.5-0.8 GPa and a hardness less than the hardness of the bullet core allows more efficiently interact with the fragments of the destroyed in the ceramic layer hitting element, leading to a deviation from the axis of motion of the fragments of the striking element, thereby reducing the penetrating effect, reducing the amount of deflection of the substrate and the magnitude of the restraining action. Mesh materials have a relatively low density compared to monolithic steel, and also have pronounced damping properties, which will reduce the weight of the armor and reduce the amount of deflection of the substrate to prevent impact on the protected element of the device. The thickness of the mesh substrate is from 1.0 to 2.5 thickness of the ceramic layer depending on the presence and thickness of the additional substrate of aluminum alloy. The presence of an additional layer of the substrate makes it possible to stop large-caliber bullets of small arms and high-energy fragments of the battlefield by increasing the contact area along the back surface of the substrate from the mesh material formed by the Hertz cone in the ceramic layer and the deflection of the additional substrate layer.
На фиг. 1 представлена линейная зависимость диаметра проволоки металлической сетки от кинетической энергии поражающего элемента. На фиг. 2 изображена бронезащита, где 1 - лицевой слой (керамическая пластина), 2 - дополнительный слой подложки, 3 - подложка (экран) из сетчатого материала, 4 - облицовка.In FIG. 1 shows a linear dependence of the diameter of the wire of the metal mesh on the kinetic energy of the striking element. In FIG. 2 shows armor protection, where 1 is the front layer (ceramic plate), 2 is the additional layer of the substrate, 3 is the substrate (screen) of mesh material, 4 is the lining.
Для отработки конструкции были изготовлены облегченная бронезащита для защиты от бронебойно-зажигательной пули калибра 12,7 мм и облегченная бронезащита для защиты от бронебойно-зажигательной пули калибра 7,62 мм.To test the design, lightweight armor protection was made to protect against 12.7 mm caliber armor-piercing incendiary bullets and lightweight armor protection to protect against 7.62 mm caliber armor-piercing incendiary bullets.
1. Для защиты от бронебойно-зажигательной пули калибра 12,7 мм керамический слой 1 выполнен из карбида бора толщиной 13 мм. Подложка 2 выполнена из алюминиевого сплава АМг6 толщиной 2 мм. Подложка 3 выполнена из сетчатого материала (сталь 12Х18Н10Т) толщиной 15 мм. Облицовка 4 для фиксации керамического слоя 1 выполнена из стали 12Х18Н10Т толщиной 0,8 мм. Поверхностная плотность брони составляет 60 кг/м2.1. To protect against 12.7 mm caliber armor-piercing incendiary bullets, the
2. Для защиты от пули Б-32 калибра 7,62 мм фронтальный керамический слой 1 выполнен из карбида бора толщиной 8 мм. Подложка 3 выполнена однослойной из сетчатого материала (сталь 12Х18Н10Т) толщиной 10 мм. Поверхностная плотность брони составляет 33 кг/м.2. For protection against a B-32 bullet of 7.62 mm caliber, the front
Заявляемая конструкция позволяет решить поставленную задачу по разработке надежной легкой бронезащиты от воздействия бронебойно-зажигательных пуль стрелкового оружия, высокоэнергетических осколков поля боя и получить новый технический результат, заключающийся в уменьшении поверхностной плотности бронезащиты с сохранением ее защитных характеристик, а также в уменьшении величины прогиба подложки для исключения удара по защищаемому элементу прибора. Проведенные испытания на моделях подтвердили заявляемый технический результат.The claimed design allows us to solve the problem of developing reliable light armor protection from the effects of armor-piercing incendiary bullets of small arms, high-energy fragments of the battlefield and to obtain a new technical result, which consists in reducing the surface density of the armor while maintaining its protective characteristics, as well as in reducing the amount of deflection of the substrate for exclusion of impact on the protected element of the device. The tests on the models confirmed the claimed technical result.
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015117631/12A RU2582463C1 (en) | 2015-05-08 | 2015-05-08 | Armour protection |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015117631/12A RU2582463C1 (en) | 2015-05-08 | 2015-05-08 | Armour protection |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2582463C1 true RU2582463C1 (en) | 2016-04-27 |
Family
ID=55794479
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015117631/12A RU2582463C1 (en) | 2015-05-08 | 2015-05-08 | Armour protection |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2582463C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU224511U1 (en) * | 2023-05-16 | 2024-03-28 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия имени Адмирала флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" | Anti-fragmentation mesh armor for ships |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2060439C1 (en) * | 1992-08-07 | 1996-05-20 | Физико-технический институт им.А.Ф.Иоффе РАН | Armour protective obstacle for protection against hitting with small arms fire |
RU2133433C1 (en) * | 1995-04-14 | 1999-07-20 | Акционерное общество открытого типа Абразивный завод "Ильич" | Armored barrier |
RU2204107C2 (en) * | 2001-02-19 | 2003-05-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение специальных материалов" | Armor protection against bullets with steel slug |
-
2015
- 2015-05-08 RU RU2015117631/12A patent/RU2582463C1/en active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2060439C1 (en) * | 1992-08-07 | 1996-05-20 | Физико-технический институт им.А.Ф.Иоффе РАН | Armour protective obstacle for protection against hitting with small arms fire |
RU2133433C1 (en) * | 1995-04-14 | 1999-07-20 | Акционерное общество открытого типа Абразивный завод "Ильич" | Armored barrier |
RU2204107C2 (en) * | 2001-02-19 | 2003-05-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение специальных материалов" | Armor protection against bullets with steel slug |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU224511U1 (en) * | 2023-05-16 | 2024-03-28 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия имени Адмирала флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" | Anti-fragmentation mesh armor for ships |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2943081C (en) | Lightweight enhanced ballistic armor system | |
US10197363B1 (en) | Porous refractory armor substrate | |
US8468926B2 (en) | Ballistic armor system | |
KR20090127285A (en) | Armor system and method for defeating high energy projectiles that include metal jets | |
Fejdyś et al. | Influence of ceramic properties on the ballistic performance of the hybrid ceramic–multi-layered UHMWPE composite armour | |
US20110083549A1 (en) | Multi-Functional Armor System | |
US20160320162A1 (en) | Armour panels | |
TW200940945A (en) | Apparatus for defeating high energy projectiles | |
RU2582463C1 (en) | Armour protection | |
RU2559434C1 (en) | Armour protection | |
KR20170081870A (en) | Lightweight Armor | |
Cegła et al. | Development of lightweight bulletproof vest inserts with increased protection capability | |
RU2393416C1 (en) | Multi-layer armoured barrier | |
RU2555119C1 (en) | Protective armour barrier | |
RU2491494C1 (en) | Bullet-proof armor plate | |
US20100011947A1 (en) | Passive armor assembly including an armor member made of a brittle material | |
RU2652416C1 (en) | Protective armour barrier | |
Cegła | Special ceramics in multilayer ballistic protection systems | |
RU180507U1 (en) | COMPOSITE ARMOR PANEL | |
RU167891U1 (en) | COMPOSITE CERAMIC BRONEPANEL | |
US7370567B2 (en) | Armored plating system | |
RU149093U1 (en) | ARMORED PROTECTION | |
RU2547484C2 (en) | Sandwiched armour barrier | |
Odanović et al. | Ballistic protection efficiency of composite ceramics/metal armours | |
Maystrenko et al. | Ceramic armour for armoured vehicles against large-calibre bullets |