RU2665423C1 - Anti-fragmentary and anti-rebound protection - Google Patents
Anti-fragmentary and anti-rebound protection Download PDFInfo
- Publication number
- RU2665423C1 RU2665423C1 RU2017104353A RU2017104353A RU2665423C1 RU 2665423 C1 RU2665423 C1 RU 2665423C1 RU 2017104353 A RU2017104353 A RU 2017104353A RU 2017104353 A RU2017104353 A RU 2017104353A RU 2665423 C1 RU2665423 C1 RU 2665423C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- protection
- kevlar
- energy
- internal
- absorbing device
- Prior art date
Links
- 230000004807 localization Effects 0.000 claims abstract description 21
- 230000035939 shock Effects 0.000 abstract description 24
- 239000012634 fragment Substances 0.000 abstract description 13
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 9
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 abstract description 9
- 239000011358 absorbing material Substances 0.000 abstract description 7
- 230000006378 damage Effects 0.000 abstract description 7
- 238000013467 fragmentation Methods 0.000 abstract description 6
- 238000006062 fragmentation reaction Methods 0.000 abstract description 6
- 230000009467 reduction Effects 0.000 abstract description 6
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 abstract description 6
- 238000009826 distribution Methods 0.000 abstract description 5
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 abstract description 2
- 230000003373 anti-fouling effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000007123 defense Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 229920000271 Kevlar® Polymers 0.000 description 72
- 239000004761 kevlar Substances 0.000 description 71
- 238000000034 method Methods 0.000 description 14
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 13
- 239000000463 material Substances 0.000 description 13
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 11
- 230000008569 process Effects 0.000 description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 4
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 description 3
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 3
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 239000004760 aramid Substances 0.000 description 2
- 229920003235 aromatic polyamide Polymers 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 239000013013 elastic material Substances 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 2
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 2
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 2
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000561 Twaron Polymers 0.000 description 1
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 208000014674 injury Diseases 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 238000009958 sewing Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F41—WEAPONS
- F41H—ARMOUR; ARMOURED TURRETS; ARMOURED OR ARMED VEHICLES; MEANS OF ATTACK OR DEFENCE, e.g. CAMOUFLAGE, IN GENERAL
- F41H1/00—Personal protection gear
- F41H1/02—Armoured or projectile- or missile-resistant garments; Composite protection fabrics
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Aiming, Guidance, Guns With A Light Source, Armor, Camouflage, And Targets (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области внутренней антиосколочной и антирикошетной защиты подвижных и стационарных бронеобъектов (далее - защита или изделие). Изобретение предназначено для снижения запреградного эффекта после пробития внешней броневой защиты, проявляющегося в уменьшении факела осколков и в исключении рикошета поражающих элементов путем поглощения их кинетической энергии баллистическими спецтканями.The invention relates to the field of internal anti-fragmentation and anti-ricochet protection of mobile and stationary armored objects (hereinafter - protection or product). The invention is intended to reduce the barring effect after breaking through an external armor protection, which is manifested in a decrease in the torch of fragments and in the exclusion of ricocheting of damaging elements by absorbing their kinetic energy with ballistic special fabrics.
Известны баллистические спецткани на основе нитей из высокопрочных ароматических полиамидов: Кевлар® (Дюпон™, США), Тварон® (Тейджин Арамид, Нидерланды), СВМ (Термостойкий текстиль, Россия), AuTx (Каменскволокно, Россия), Херакрон® (Колон, Корея) и другие (далее - спецткань или Кевлар).Ballistic special fabrics based on threads from high-strength aromatic polyamides are known: Kevlar® (DuPont ™, USA), Twaron® (Teijin Aramid, Netherlands), CBM (Heat-resistant textiles, Russia), AuTx (Kamenskvolokno, Russia), Herakron® (Kolon, Korea ) and others (hereinafter referred to as special fabric or Kevlar).
В указанных энергопоглощающих материалах (в частности, например, «Ткань для баллистической защиты» [Патент от 16.05.1997 RU 2126856]) поглощение кинетической энергии поражающего элемента (полезная работа) сопровождается растяжением высокопрочных нитей и прогибом спецткани. Для обеспечения работоспособности (прогиба до момента встречи с броневой защитой) Кевлар устанавливают на расстоянии от броневой защиты. Характеристики растяжения спецтканей указаны на сайтах производителей.In these energy-absorbing materials (in particular, for example, “Fabric for ballistic protection” [Patent of 05.16.1997 RU 2126856]), the absorption of the kinetic energy of the damaging element (useful work) is accompanied by stretching of high-strength filaments and deflection of special fabric. To ensure operability (deflection until the moment of meeting with the armor protection), Kevlar is installed at a distance from the armor protection. The stretch characteristics of special fabrics are indicated on manufacturers' websites.
Техническим решением, наиболее полно иллюстрирующим подход к решению проблемы конструирования защиты, снижающей вышеуказанный запреградный эффект, является антиосколочная и антирикошетная защита, выполненная в виде гибкой брони типа Кевлар, растянутой шнуром на металлическом пространственном каркасе внутри защищаемого бронеотсека [Патент от 29.08.2005 R 2295464, ПРОТОТИП]. Недостатки прототипа:The technical solution that best illustrates the approach to solving the problem of constructing protection that reduces the above-mentioned barrier effect is anti-shatter and anti-ricochet protection made in the form of flexible armor of the Kevlar type, stretched by a cord on a metal spatial frame inside a protected armored compartment [Patent dated 29.08.2005 R 2295464, PROTOTYPE]. The disadvantages of the prototype:
- отсутствие элемента прототипа, обеспечивающего процесс разворота поражающего элемента более широкой стороной для увеличения площади его соприкосновения с Кевларом, т.е. процесс разворота пули в прототипе декларируется, т.к. между броневой защитой и Кевларом находится воздух;- the absence of the prototype element, providing the process of turning the striking element with a wider side to increase the area of its contact with Kevlar, i.e. the process of turning the bullet in the prototype is declared, because there is air between the armor protection and Kevlar;
- низкая эффективность работы Кевлара (например, для исключения рикошета требуется повышенное количество слоев спецткани) ввиду наличия: функции демпфирования, ограниченного количества точек креплений Кевлара, не эффективного распределения нагрузки, незначительного межволоконного трения;- low efficiency of Kevlar's work (for example, to eliminate the rebound, an increased number of layers of special fabric is required) due to the presence of: damping function, a limited number of Kevlar attachment points, inefficient load distribution, and slight interfiber friction;
- не надежная работа креплений Кевлара, подверженных разрушению при больших нагрузках;- not reliable operation of Kevlar mounts, subject to destruction under heavy loads;
- повышенная трудоемкость обслуживания изделия по причине быстрого ослабления демпфирующего шнура при больших нагрузках;- increased complexity of product maintenance due to the rapid weakening of the damping cord at high loads;
- повышенная трудоемкость проектирования и изготовления «пространственного каркаса», который является уникальным для каждого элемента гибкой брони, т.к. крепления гибкой брони должны располагаться в одной плоскости для создания требуемого расстояния до броневой защиты.- increased complexity of the design and manufacture of the "spatial frame", which is unique for each element of flexible armor, because flexible armor mounts should be in the same plane to create the required distance to armor protection.
Аналогичные недостатки присущи «Противоосколочной защите экипажей бронированных машин» [Патент от 06.07.2009 RU 88787], в которой необходимая дистанция между броневой защитой и Кевларом обеспечивается кронштейнами крепления Кевлара.Similar disadvantages are inherent in the “Anti-fragmentation protection of crews of armored vehicles” [Patent of 06.07.2009 RU 88787], in which the necessary distance between the armored protection and Kevlar is provided by the Kevlar mounting brackets.
Рассмотренные технические решения можно квалифицировать как варианты реализации каркасного метода обеспечения работоспособности Кевлара.The considered technical solutions can be qualified as options for implementing the framework method for ensuring the performance of Kevlar.
Известны попытки внедрения более совершенного прокладочного метода обеспечения работоспособности Кевлара:There are known attempts to introduce a more advanced cushioning method for ensuring the performance of Kevlar:
во-первых, это «Пулезащитный щит» [Патент от 25.09.2008 UA 38987], включающий металлический щит, Кевлар и «пористый материал», последний предназначен автором патента для снижения рикошета и исключения травмирования сотрудников о металлические части щита, при этом механизм снижения рикошета посредством «пористого материала» автором не раскрыт, описания полезных свойств «пористого материала» и процессов, способствующих снижению рикошета пули (энергопоглощение кинетической энергии пули, разворот пули, переход пули через границы разных сред пористого материала и другие) в патенте отсутствуют, что исключает применение патента в уровне техники в части, касающейся «прокладки между Кевларом и броневой защитой»;firstly, it is a “Bulletproof shield” [Patent of September 25, 2008 UA 38987], including a metal shield, Kevlar and “porous material”, the latter is intended by the author of the patent to reduce rebound and prevent injury to employees on the metal parts of the shield, while the reduction mechanism the author did not disclose a rebound by means of a “porous material”, descriptions of the useful properties of a “porous material” and processes that contribute to reducing a bullet rebound (energy absorption of the kinetic energy of a bullet, bullet rotation, bullet passage through the boundaries of different porous media of the material, and others) Patent absent, that excludes application of the patent of the prior art in respect of the "spacer between and Kevlar armor protection";
во-вторых, это «Антиосколочная и антирикошетная защита обитаемого или грузового отсека», где в качестве «дистанционной прокладки между Кевларом и броневой защитой» используется «малосминаемый материал» [Патент от 16.01.2012 RU 2488765]. Решением Федеральной службы по интеллектуальной собственности Российской Федерации от 01.10.2015 патент признан не действительным по критерию «Изобретательский уровень» по причине отсутствия в патенте описания влияния признака «малосминаемый материал» на технический результат изобретения, что также ограничивает применение данного патента в рассматриваемом уровне техники.secondly, it is "Anti-fragmentation and anti-ricochet protection of the habitable or cargo compartment", where "low-crush material" is used as the "distance between Kevlar and the armor protection" [Patent dated 16.01.2012 RU 2488765]. By a decision of the Federal Intellectual Property Service of the Russian Federation dated 01.10.2015, the patent was declared invalid according to the criterion of “Inventive step” due to the lack of a description in the patent of the influence of the attribute “low crush material” on the technical result of the invention, which also limits the application of this patent in the considered prior art.
Основные недостатки двух рассмотренных технических решений:The main disadvantages of the two considered technical solutions:
- потенциальные возможности Кевлара используются не в полной мере (для исключения рикошета требуется повышенное количество слоев спецткани): имеется возможность проникновения части поражающих элементов (особенно остроконечных) через изделие без потери кинетической энергии, при этом значительная часть высокопрочных нитей Кевлара не участвует в процессе поглощения энергии поражающего элемента, нагрузки в Кевларе распределены не эффективно, недостаточно используется межволоконное трение;- Kevlar’s potential capabilities are not used to the full extent (to eliminate the rebound, an increased number of layers of special fabric is required): it is possible to penetrate part of the damaging elements (especially pointed) through the product without loss of kinetic energy, while a significant part of high-strength Kevlar filaments are not involved in the energy absorption process the damaging element, the loads in Kevlar are not distributed efficiently, interfiber friction is not used enough;
- малый срок службы Кевлара ввиду его гигроскопичности и быстрой потери полезных свойств спецткани, а также износа изделия от внешних воздействий;- the short life of Kevlar due to its hygroscopicity and rapid loss of useful properties of special fabrics, as well as wear of the product from external influences;
- повышенные нагрузки на элементах крепления изделия. Задачами предлагаемого изобретения являются:- increased loads on the fasteners of the product. The objectives of the invention are:
- ликвидация вышеперечисленных недостатков;- elimination of the above disadvantages;
корректное внедрение прокладочного метода обеспечения работоспособности Кевлара взамен каркасного метода обеспечение расстояния между броневой защитой и Кевларом;the correct implementation of the cushioning method for ensuring the efficiency of Kevlar instead of the wireframe method, ensuring the distance between the armor protection and Kevlar;
- внедрение средств локализации ударной нагрузки, защитного чехла и скрепляющей пленки.- the introduction of means of localization of shock load, protective cover and fastening film.
Решение вышеперечисленных задач позволит создать антиосколочную и антирикошетную защиту, конструкция которой будет имеет следующие преимущества над прототипом:The solution of the above tasks will allow you to create anti-fragmentation and anti-ricochet protection, the design of which will have the following advantages over the prototype:
- отсутствие вышеперечисленных недостатков;- lack of the above disadvantages;
- повышение надежности работы защиты;- improving the reliability of the protection;
- меньшее количество слоев Кевлара для заданного уровня защиты;- fewer Kevlar layers for a given level of protection;
- повышенные сроки службы изделия;- increased product life;
- простота проектирования, изготовления и эксплуатации. Техническим результатом заявленного изобретения является:- ease of design, manufacture and operation. The technical result of the claimed invention is:
- повышение эффективности работы энергопоглощающего материала (сокращение количества слоев) при заданном уровне снижения запреградного ущерба (задержания большей части осколков и предотвращения рикошета поражающих элементов от стенок защищаемого отсека) за счет применения новой конструкции изделия, обеспечивающей сокращение рабочей площади нагружения, увеличение количества нагруженных нитей, повышение межволоконного трения, эффективное распределение ударной нагрузки;- improving the efficiency of energy-absorbing material (reducing the number of layers) at a given level of reducing damaging damage (retaining most of the fragments and preventing the bounce of the damaging elements from the walls of the protected compartment) through the use of a new product design that reduces the working area of the load, increasing the number of loaded threads, increased interfiber friction, effective distribution of shock load;
- повышение надежности работы защиты (снижение вероятности ослабления и разрушения креплений Кевлара) за счет существенного уменьшения нагрузок, которые разрушали элементы крепления Кеврала в прототипе;- improving the reliability of the protection (reducing the likelihood of weakening and destruction of Kevlar mounts) due to a significant reduction in the loads that destroyed the fastening elements of Kevral in the prototype;
- сокращение трудоемкости проектирования, изготовления и эксплуатации изделия за счет применения в изобретении простой пластмассовой дистанционной прокладки взамен сложного металлического пространственного каркаса прототипа.- reducing the complexity of the design, manufacture and operation of the product due to the use in the invention of a simple plastic remote strip instead of a complex metal spatial frame of the prototype.
Поставленная задача достигается тем, что выполнена антиосколочная и антирикошетная защита, содержащая броневую защиту, внутреннюю защиту и устройство крепления внутренней защиты к броневой защите, отличающаяся тем, что внутренняя защита выполнена в виде системы взаимосвязанных средствами локализации ударной нагрузки элементов, включающих чехол, энергопоглощающее устройство и дистанционную прокладку между броневой защитой и энергопоглощающим материалом.This object is achieved in that the anti-fragmentation and anti-ricochet protection is made, comprising armor protection, internal protection and a device for attaching the internal protection to the armor protection, characterized in that the internal protection is made in the form of a system of elements interconnected by means of impact load localization, including a cover, an energy-absorbing device and distance laying between armor protection and energy absorbing material.
Поставленная задача также достигается тем, что энергопоглощающее устройство запаивается в скрепляющую пленку.The task is also achieved by the fact that the energy-absorbing device is sealed in a bonding film.
Поставленная задача также достигается тем, что энергопоглощающее устройство выполнено из нескольких листов, которые запаяны в скрепляющую пленку, уложены в чехле с перекрытием и зафиксированы.The task is also achieved by the fact that the energy-absorbing device is made of several sheets that are sealed in a bonding film, laid in a cover with overlap and fixed.
Под системой понимается совокупность элементов изобретения, каждый из которых обеспечивает функционирование системы по назначению. При этом, исключение из системы одного из указанных системообразующих элементов приводит к прекращению функционирования системы по назначению.Under the system refers to the totality of the elements of the invention, each of which ensures the functioning of the system as intended. Moreover, the exclusion from the system of one of these system-forming elements leads to the termination of the functioning of the system as intended.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что предложенное изобретение отличается применением системы взаимосвязанных элементов изобретения, включающих чехол, энергопоглощающее устройство, дистанционную прокладку, средства локализации ударной нагрузки. Изложенное позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого технического решения критерию «НОВИЗНА».Comparative analysis with the prototype shows that the proposed invention is characterized by the use of a system of interconnected elements of the invention, including a cover, an energy-absorbing device, a spacer, means for localizing shock loads. The above allows us to conclude that the proposed technical solution meets the criterion of "NOVELTY."
Сравнение изобретения с другими техническими решениями показывает, что броневая защита, энергопоглощающий материал и устройство крепления известны. Одновременно, в уровне техники отсутствует описание влияния системы взаимосвязанных элементов изобретения, энергопоглощающего устройства, дистанционной прокладки, средств локализации ударной нагрузки и скрепляющей пленки на заявляемый технический результат. Изложенное с учетом того, что введение перечисленных элементов в конкретной связи друг с другом приводит к неожиданному результату: высокой степени конкурентоспособности предлагаемого изобретения благодаря кардинальному упрощению конструкции изобретения, значительному увеличению эффективности работы Кевлара, существенному сокращению трудоемкости проектирования, изготовления и эксплуатации изделия. Изложенное позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого технического решения критерию «ИЗОБРЕТАТЕЛЬСКИЙ УРОВЕНЬ».Comparison of the invention with other technical solutions shows that the armor protection, energy-absorbing material and attachment device are known. At the same time, in the prior art there is no description of the influence of a system of interconnected elements of the invention, an energy-absorbing device, remote laying, shock localization means and fastening film on the claimed technical result. Given that the introduction of the above elements in a specific connection with each other leads to an unexpected result: a high degree of competitiveness of the invention due to a fundamental simplification of the design of the invention, a significant increase in the efficiency of Kevlar, a significant reduction in the complexity of design, manufacture and operation of the product. The above allows us to conclude that the proposed technical solution meets the criterion of "INVENTIVE LEVEL".
Заявленное изобретение поясняется чертежами:The claimed invention is illustrated by drawings:
Фиг. 1 - конструктивные, технологические и потребительские преимущества изобретения над прототипом: а - сравнительный анализ составов технических решение; 6 - сравнительный анализ принципов работы технических решений;FIG. 1 - constructive, technological and consumer advantages of the invention over the prototype: a - comparative analysis of the compositions of the technical solution; 6 - a comparative analysis of the principles of technical solutions;
Фиг. 2 - полный состав и расположение элементов изобретения: а - вид спереди, 6 - вид сбоку;FIG. 2 - the full composition and arrangement of the elements of the invention: a - front view, 6 - side view;
Фиг. 3 - поперечный разрез бронеотсека и этапы работы изобретения.FIG. 3 is a cross-sectional view of the armored compartment and the stages of the invention.
На Фиг. 1-2 проиллюстрированы конструктивные, технологические и потребительские преимущества изобретения над прототипом:In FIG. 1-2 illustrate the structural, technological and consumer advantages of the invention over the prototype:
- коренным образом упрощена конструкция изделия, улучшена технологичность изготовления, изделие стало необслуживаемым за счет применения простой пластмассовой прокладки взамен сложного металлического пространственного каркаса;- the design of the product has been fundamentally simplified, the manufacturability of manufacturing has been improved, the product has become maintenance-free due to the use of a simple plastic gasket instead of a complex metal spatial frame;
- кардинально изменен характер ударных нагрузок в Кевларе, что обеспечило существенное повышение эффективности работы Кевлар, за счет применения дистанционной прокладки, улучшающей взаимодействие с Кевларом по всей площади их соприкосновения (в прототипе - только в точках крепления Кевлара) и применения средств локализации ударной нагрузки, что привело к сокращению площади ударной нагрузки, росту межволоконного трения, задействованию новых нитей, эффективному распределению нагрузки;- the nature of the shock loads in Kevlar has been radically changed, which has provided a significant increase in the efficiency of Kevlar’s work through the use of distance gaskets that improve interaction with Kevlar over the entire area of their contact (in the prototype, only at the Kevlar attachment points) and the use of shock localization means, which led to a reduction in the area of shock loading, the growth of interfiber friction, the use of new threads, the effective distribution of the load;
- достигнут новый достаточно высокий уровень надежности работы изделия за счет исключения функции демпфирования, применения прокладочного метода обеспечения работоспособности Кевлара и как следствие снятия разрушающих нагрузок с элементов крепления изделия;- a new sufficiently high level of reliability of the product was achieved by eliminating the damping function, using the cushioning method to ensure the performance of Kevlar and, as a result, removing the destructive loads from the fasteners of the product;
- кратно увеличен ресурс изделия за счет применения чехла и пленки (Фиг. 2).- the resource of the product is multiply increased due to the use of a cover and a film (Fig. 2).
Состав и конструкция изобретения детализированы на Фиг. 2:The composition and construction of the invention are detailed in FIG. 2:
1 - броневая защита;1 - armor protection;
2 - внутренняя защита;2 - internal protection;
3 - энергопоглощающее устройство;3 - energy-absorbing device;
4 - дистанционная прокладка;4 - remote laying;
5 - чехол;5 - case;
6 - устройство крепления;6 - mounting device;
7 - средства локализации ударной нагрузки;7 - means of localization of shock;
8 - скрепляющая пленка.8 - a bonding film.
Раскрытие назначения и состава (системы) элементов изобретения.Disclosure of the purpose and composition (system) of the elements of the invention.
Броневая защита 1 предназначена для защиты личного состава и оборудования подвижного или стационарного бронеобъекта от поражающих факторов огнестрельного оружия.
Для реализации указанного назначения броневая защита 1 содержит листы броневой стали и другие баллистически стойкие материалы, установленные на каркасе или в несущем корпусе бронеобъекта, а также элементы устройства крепления 6.To achieve this purpose, the
Внутренняя защита 2 предназначена для снижения запреградного ущерба, задержания большей части осколков и исключения рикошета поражающих элементов внутри бронеотсека.
Для реализации указанного назначения внутренняя защита 2 содержит энергопоглощающее устройство 3, дистанционную прокладку 4, чехол 5 и устройство крепления 6.To achieve this, the
Энергопоглощающее устройство 3 предназначено для снижения заброневого эффекта после пробития броневой защиты 1 поражающими элементами за счет поглощения кинетической энергии поражающих элементов с целью уменьшения факела осколков и исключения их рикошета внутри защищаемого бронеотсека.The energy-absorbing
Для реализации указанного назначения энергопоглощающее устройство 3 содержит пакет из двух и более листов энергопоглощающего материала типа Кевлар [1, 2], средства локализации ударной нагрузки 7 и элементы устройства крепления 6. Количество слоев Кевлара в пакете подбирается опытным путем, исходя из возможностей системы «поражающий элемент - броневая защита - дистанционная прокладка - Кевлар - средства локализации ударной нагрузки».To achieve this purpose, the energy-absorbing
Средства локализации ударной нагрузки 7 предназначены для повышения эффективности работы энергопоглощающего материала за счет создания эффективного распределения нагрузки в зоне локализации ударной нагрузки, сокращения рабочей площади нагружения, повышения межволоконного трения путем локального скрепления высокопрочных нитей Кевлара нитями аналогичной прочности, использования скрепляющей пленки или других способов вовлечения в процесс не нагруженных нитей Кевлара, снятия разрушающей нагрузки с элементов устройства крепления 6.Impact localization means 7 are designed to increase the efficiency of energy-absorbing material by creating an effective load distribution in the area of impact localization, reducing the working area of loading, increasing interfiber friction by locally bonding high-strength Kevlar filaments with threads of similar strength, using a bonding film or other methods of involvement in the process of unloaded Kevlar threads, removing the breaking load from the elements of the
Так, например, средства локализации ударной нагрузки 7, выполненные в виде швов из высокопрочных нитей (далее - высокопрочные швы), наряду с энергопоглощающим устройством, также обеспечивают скрепление составных частей внутренней защиты 2 (или только Кевлар) по периметру, а при необходимости, по вертикали (горизонтали), под углом внутри пакета, создавая зоны локализации ударной нагрузки (Фиг. 2). Поражающий элемент, воздействуя на внутреннюю защиту 2, растягивает в энергопоглощающем устройстве 3 нити Кевлара и средства локализации ударной нагрузки, сжимает дистанционную прокладку 4 образуя во внутренней защите 2 воронку, размеры которой ограничиваются средством локализации ударной нагрузки. Размеры воронки зависят от возможностей системы «Поражающий элемент - броневая защита - дистанционная прокладка - Кевлар - средство локализации ударной нагрузки». Оптимальные характеристики материалов указанной системы и размеры зон локализации ударной нагрузки подбираются опытным путем [3].So, for example, shock localization means 7 made in the form of seams of high-strength filaments (hereinafter referred to as high-strength seams), along with an energy-absorbing device, also provide fastening of the components of internal protection 2 (or only Kevlar) along the perimeter, and, if necessary, along vertical (horizontal), at an angle inside the package, creating zones of shock load localization (Fig. 2). The striking element, acting on the
Дистанционная прокладка 4 размещается между броневой защитой 1 и энергопоглощающим устройством 3 и предназначена для создания установленной дистанции между ними с целью обеспечения выполнения полезной работы по поглощению кинетической энергии поражающих элементов до полного растяжения (до разрыва) Кевлара до момента ее встречи с основой броневой защитой 1, а также для создания благоприятной среды для разворота поражающего элемента широким боком и увеличения площади его воздействия на Кевлар и вовлечения в энергопоглощение большего количества нитей Кевлара.A
Для реализации указанного назначения дистанционная прокладка 4 содержит материал (композицию материалов) типа Пенополиэтилен [4-6] и элементы устройства крепления 6.To achieve this, the
Чехол 5 выполнен из прочной герметичной влагостойкой ткани типа «Ткань Оксфорд 600 камуфляж» [7] и предназначен для: повышения срока службы, эффективности и надежности работы энергопоглощающего устройства 3; крепления элементов внутренней защиты 2 между собой и элемента 2 к броневой защите 1 (при необходимости); выполнения декоративной функции - улучшения внешнего вида интерьера забронированного отсека.The
Устройство крепления 6 представляет из себя разъемные соединения типа «болт-гайка» [8], «болт-бонка», «шуруп», «шнур», «клей» и другие. Оно содержит: элементы крепления броневой защиты 1; элементы крепления внутренней защиты 2; элементы крепления, соединяющие 1 и 2 между собой.The
Скрепляющая пленка 8 [9] изготавливается из материала типа фторопласт-4 [10] и предназначена для улучшения работы энергопоглощающего устройства 3, исключения случаев беспрепятственного проникновения поражающих элементов, имеющих остроконечную форму и раздвигающих нити Кевлара, для усиления эффектов межволоконного трения Кевлара и для локализации распространения ударной нагрузки, герметизации Кевлара и увеличения срока его службы.The bonding film 8 [9] is made of a material of the fluoroplastic-4 type [10] and is intended to improve the operation of the energy-absorbing
С целью повышения эффективности использования Кевлара, энергопоглощающее устройство 3 может изготавливаться в виде отдельных пакетов определенного размера. Оптимальный размер листов подбирается опытным путем. Листы запаиваются в скрепляющую пленку с глубоким проникновением пленки, укладываются в чехол 5 с перекрытием, внутренняя защита 2 прошивается высокопрочными нитями по периметру, при необходимости, по вертикали, по горизонтали. Стандартизация размеров пакетов энергопоглощающего устройства 3 существенно повышает технологичность изготовления изобретения и обеспечивает простоту проектирования.In order to increase the efficiency of use of Kevlar, the energy-absorbing
Описываемое техническое решение работает следующим образом.The described technical solution works as follows.
На Фиг. 3. представлены поперечные разрезы забронированного отсека и этапы работы изобретения: а - 1-й этап; 6 - 2-й этап; в - 3-й этап.In FIG. 3. presents cross sections of the reserved compartment and the stages of the invention: a - 1st stage; 6 - 2nd stage; in - 3rd stage.
При отсутствии антиосколочной и антирикошетной защиты:In the absence of anti-shatter and anti-ricochet protection:
Поражающий элемент в процессе пробития броневой защиты 1 теряет часть своей кинетической энергии и выносит мелкие осколки брони в защищаемый бронеотсек с углом разлета осколков более 120 градусов. Осколки поражают личный состав у противоположного борта, а поражающий элемент, имея достаточной большой запас кинетической энергии, несколько раз рикошетирует от бортов и поражает практически весь экипаж.The striking element in the process of breaking through
При наличии антиосколочной и антирикошетной защиты:In the presence of anti-shatter and anti-ricochet protection:
На первом этапе («а» Фиг. 3).In the first stage ("a" of Fig. 3).
Поражающий элемент в процессе пробития броневой защиты 1 теряет часть своей кинетической энергии и выносит мелкие осколки брони в защищаемый бронеотсек с углом разлета более 120 градусов. Осколки, попав во внутреннюю защиту 2, частично задерживаются в чехле 5, дистанционной прокладке 4, но большей частью - в энергопоглощающем устройстве 3.The striking element in the process of breaking through the
Поражающий элемент, в результате взаимодействия с материалом дистанционной прокладки 4, разворачивается и широким боком воздействует на энергопоглощающее устройство 3, в котором Кевлар растягивается и нагружает средства локализации ударной нагрузки 7 (например: высокопрочные швы) увеличивает сжимающие усилия в энергопоглощающем устройстве 3 и внутренней защите 2 в целом, повышает межволоконное трение в Кевларе и вовлекает в работу ранее не задействованные нити спецткани, повышает количество поглощенной энергии поражающего элемента. Указанный эффект значительно усиливается при уменьшении зоны локализации ударной нагрузки и в результате применения скрепляющей пленки 8.The striking element, as a result of interaction with the
После достижения предела прочности высокопрочных нитей Кевлара, поражающий элемент, потеряв часть кинетической энергии, прорывает первое энергопоглощающее устройство 3 и продолжает движение в защищаемом бронеотсеке.After reaching the tensile strength of high-strength Kevlar filaments, the striking element, having lost part of the kinetic energy, breaks through the first energy-absorbing
На втором этапе («б» Фиг. 3).In the second stage ("b" Fig. 3).
Пролетев защищаемый бронеотсек, поражающий элемент воздействует на второе энергопоглощающее устройство 3, в котором Кевлар растягивается (нагружение Кевлара увеличивает усилия в средствах локализации ударной нагрузки 7 и повышает межволоконное трение в Кевларе) и сжимает упругий материал дистанционной прокладки 4, создавая в месте воздействия воронку. Размеры воронки определяются плотностью и упругостью материала, а также размером зоны, создаваемой, например, высокопрочными швами средств локализации ударной нагрузки 7. В районе высокопрочного шва обеспечивается наибольшая величина межволоконного трения в Кевларе. Увеличение количества высокопрочных швов до определенного уровня приводит к росту силы межволоконного трения, выравниванию степени нагружения высокопрочных нитей Кевлара и уменьшению размеров воронки. При воздействии поражающего элемента на энергопоглощающее устройство 3 межволоконное трение возрастает по мере увеличения силы сжатия упругого материала дистанционной прокладки 4 со стороны энергопоглощающего устройства 3, уменьшается доля не нагруженных высокопрочных нитей, выравнивается усилие в них, в результате объем полезной работы, выполняемой внутренней защитой 2 возрастает и поглощается дополнительная кинетическая энергия поражающего элемента. Применение скрепляющей пленки 8 усиливает описанный эффект, а также герметизирует Кевлар, увеличивая срок его службы. Указанный эффект еще более усиливается при изготовлении энергопоглощающего устройства 3 из отдельных листов оптимального размера, которые запаиваются в скрепляющую пленку 8, после чего они укладываются в чехол 5 с перекрытием и фиксируются высокопрочными нитями. Указанные меры существенно повышают эффективность использования Кевлара и сокращают количество слоев баллистической ткани.Having flown the protected armored compartment, the striking element acts on the second energy-absorbing
После достижения предела прочности высокопрочных нитей Кевлара поражающий элемент, потеряв часть кинетической энергии, прорывает второе энергопоглощающее устройство 3 и воздействует на материал дистанционной прокладки 4.After reaching the tensile strength of high-strength Kevlar filaments, the striking element, having lost part of the kinetic energy, breaks through the second energy-absorbing
На третьем этапе («в» фиг. 3).In the third stage ("c" of Fig. 3).
Поражающий элемент, в результате взаимодействия с материалом дистанционной прокладки 4, разворачивается и широким боком (снижается вероятность пробития) воздействует на броневую защиту 1, которая прогибается под воздействием поражающего элемента и отбрасывает его (т.е. выполняет рикошет) в дистанционную прокладку 4.The striking element, as a result of interaction with the material of the
В результате взаимодействия с материалом дистанционной прокладки 4, поражающий элемент разворачивается и широким боком воздействует на энергопоглощающее устройство 3, в котором Кевлар растягивается и нагружает средства локализации ударной нагрузки 7, увеличивая силу сжатия на энергопоглощающее устройство 3, дистанционную прокладку 4 и внутреннюю защиту 2 в целом, повышая, тем самым, межволоконное трение в Кевларе и вовлекая в работу ранее не задействованные нити. Потеряв оставшуюся часть кинетической энергии, поражающий элемент застревает в Кевларе.As a result of interaction with the material of the
Средства локализации ударной нагрузки 7 значительно уменьшают нагрузку на элементы устройства крепления 6 обеспечивая изобретению повышенную надежность работы крепежных элементов и исключение периодического технического обслуживания и ремонта изделия.Means of localization of
Вышеописанный эффект еще более усиливается при изготовлении энергопоглощающего устройства 3 из отдельных листов Кевлара оптимального размера, которые запаиваются в скрепляющую пленку 8 с глубоким проникновением, после чего они укладываются в чехол 5 с перекрытием и фиксируются высокопрочными швами. Указанные меры существенно повышают эффективность использования энергопоглощающего устройства 3 и сокращают количество слоев дорогостоящей спецткани Кевлар.The above-described effect is further enhanced in the manufacture of the energy-absorbing
Влияние элементов изобретения на технический результат было установлено в ходе огнестрельных испытаний пяти различных опытных образцов, каждый из которых содержал два одинаковых бронепакета в составе: фрагмент (200×200 мм) бронелиста броневой защиты 1 и фрагмент внутренней защиты 2 и элементы устройства крепления 6. В ходе проведения испытаний бронепакеты устанавливались на линии огня друг за другом на заданном расстоянии (2,5 м - ширина между бронебортами автомобиля), была создана система «1-2 - 2-1» - фрагмент модели защищаемого отсека. Факт отсутствия рикошета и осколков в пространстве между бронепакетами определялся по результатам повреждения бумажных свидетелей. По результатам испытаний установлено:The influence of the elements of the invention on the technical result was established during the fire tests of five different prototypes, each of which contained two identical armored packages: a fragment (200 × 200 mm) of armor
- изобретение (в полном составе: согласно пп. 1-3 формулы) обеспечило исключение рикошета с минимальным количеством слоев Кевлара (опыт 1);- the invention (in its entirety: according to paragraphs 1-3 of the formula) ensured the exclusion of a rebound with a minimum number of Kevlar layers (experiment 1);
- техническое решение, выполненное согласно пунктов 1 и 2 формулы изобретения, обеспечило исключение рикошета с повышенным (относительно опыта 1) количеством слоев Кевлара (опыт 2);- the technical solution, made in accordance with
- техническое решение, выполненное согласно пункта 1 формулы изобретения, обеспечило исключение рикошета с повышенным (относительно опыта 2) количеством слоев Кевлара (опыт 3);- the technical solution, made in accordance with
- техническое решение, выполненное согласно пункта 1 формулы изобретения частично (без средств локализации ударной нагрузки 7), обеспечило исключение рикошета с повышенным (относительно опыта 3) количеством слоев Кевлара и усиленным креплением Кевлара (опыт 4);- a technical solution made in accordance with
- прототип (Кевлар растянут на пространственном каркасе) обеспечил исключение рикошета с повышенным (относительно опыта 4) количеством слоев Кевлара и усиленным креплением Кевлара (опыт 5);- the prototype (Kevlar stretched on a spatial frame) ensured the exclusion of a rebound with an increased (relative to experiment 4) number of Kevlar layers and reinforced Kevlar mount (experiment 5);
- трудоемкость проектирования, изготовления и эксплуатации изобретения (опытный образец для опыта 1 - швейное изделие) существенно ниже прототипа (опытный образец для опыта 5 - Кевлар на металлическом каркасе).- the complexity of the design, manufacture and operation of the invention (prototype for experiment 1 - a sewing product) is significantly lower than the prototype (prototype for experiment 5 - Kevlar on a metal frame).
Таким образом, заявленное изобретение обеспечивает существенное увеличение эффективности работы Кевлара, сокращение трудоемкости проектирования, изготовления и эксплуатации защиты.Thus, the claimed invention provides a significant increase in the efficiency of Kevlar, reducing the complexity of the design, manufacture and operation of protection.
Изобретение соответствует критерию «ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ», так как описание патента содержит назначение изобретения (его составных частей), средства и методы, с помощью которых возможно осуществление изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в каждом из пунктов формулы изобретения, приведены примеры осуществления составных частей изобретения.The invention meets the criterion of “INDUSTRIAL APPLICABILITY”, since the description of the patent contains the purpose of the invention (its components), means and methods by which it is possible to carry out the invention as described in each of the claims, examples of the implementation of the components are given. inventions.
Перечень литературыList of literature
1. С. Lawrence High Performance Textiles and Their Applications// Woodhead Publishing. - 2014. - C. 99 (Kevlar).1. C. Lawrence High Performance Textiles and Their Applications // Woodhead Publishing. - 2014 .-- C. 99 (Kevlar).
2. http://newchemistry.ra/letter.php?n_id=8642. http: //newchemistry.ra/letter.php? N_id = 864
3. ГОСТ P 50963-96. Защита броневая автомобилей. Общие технические требования.3. GOST P 50963-96. Armored car protection. General technical requirements.
4. Дворин Л.И., Дворин О.Л. Строительное материаловедение. - М.: Инфра-Инженерия, 2013. - 832 с.4. Dvorin L.I., Dvorin O.L. Building materials science. - M .: Infra-Engineering, 2013 .-- 832 p.
5. Батраков А. Н., Амплеева И. А., "Сшитые и несшитые пены, их сходство и различие", Промышленное и Гражданское Строительство 9/2005, Издательство "ПГС", ISSN 0869-7019.5. Batrakov A. N., Ampleeva I. A., “Crosslinked and non-crosslinked foams, their similarities and differences”, Industrial and Civil Engineering 9/2005, Publishing House “PGS”, ISSN 0869-7019.
6. Прижижецкий СИ., Самсоненко А. В. "Новый стандарт проектирования тепловой изоляции оборудования и трубопроводов.", Промышленное и Гражданское Строительство 12/2008, Издательство "ПГС", ISSN 0869-7019.6. Prizhizhetsky SI., Samsonenko A. V. "A new standard for the design of thermal insulation of equipment and pipelines.", Industrial and Civil Engineering 12/2008, Publishing House "PGS", ISSN 0869-7019.
7. http://alsts.m/tkani/kamuflirovannye-tkani/tkan-oksford-600-kamuflyazh.html7.Http: //alsts.m/tkani/kamuflirovannye-tkani/tkan-oksford-600-kamuflyazh.html
8. ГОСТ 1759.0-87 Болты, винты, шпильки и гайки. Технические условия.8. GOST 1759.0-87 Bolts, screws, studs and nuts. Technical conditions
9. Патент RU 2147721, опубл.: 20.04.2000.9. Patent RU 2147721, publ.: 04.20.2000.
10. ГОСТ 24222-80. Пленка и лента из фторопласта-4. Технические условия.10. GOST 24222-80. Ftoroplast-4 film and tape. Technical conditions
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017104353A RU2665423C1 (en) | 2017-02-09 | 2017-02-09 | Anti-fragmentary and anti-rebound protection |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017104353A RU2665423C1 (en) | 2017-02-09 | 2017-02-09 | Anti-fragmentary and anti-rebound protection |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2665423C1 true RU2665423C1 (en) | 2018-08-29 |
Family
ID=63460079
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017104353A RU2665423C1 (en) | 2017-02-09 | 2017-02-09 | Anti-fragmentary and anti-rebound protection |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2665423C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2790459C2 (en) * | 2020-12-23 | 2023-02-22 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Металл-Композит" (ООО НПП "Металл-Композит") | Manufacturing method and armor-protective multilayer armor element |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5560971A (en) * | 1995-04-18 | 1996-10-01 | Milliken Research Corporation | Multi-layer material for suppression of ceramic shrapnel created during a ballistic event |
RU12438U1 (en) * | 1997-12-17 | 2000-01-10 | Синильников Олег Вениаминович | AUTONOMOUS MOTOR INSTALLATION |
US20150343738A1 (en) * | 2011-01-19 | 2015-12-03 | Angel Armor, Llc | Flexible ballistic resistant panel with internal fiber stitches |
RU162496U1 (en) * | 2015-11-13 | 2016-06-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Специальное конструкторское бюро средств гражданской обороны" (ООО СКБ СГО) | ANTI-SHIELD AND ANTI-BLOCK PROTECTION |
-
2017
- 2017-02-09 RU RU2017104353A patent/RU2665423C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5560971A (en) * | 1995-04-18 | 1996-10-01 | Milliken Research Corporation | Multi-layer material for suppression of ceramic shrapnel created during a ballistic event |
RU12438U1 (en) * | 1997-12-17 | 2000-01-10 | Синильников Олег Вениаминович | AUTONOMOUS MOTOR INSTALLATION |
US20150343738A1 (en) * | 2011-01-19 | 2015-12-03 | Angel Armor, Llc | Flexible ballistic resistant panel with internal fiber stitches |
RU162496U1 (en) * | 2015-11-13 | 2016-06-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Специальное конструкторское бюро средств гражданской обороны" (ООО СКБ СГО) | ANTI-SHIELD AND ANTI-BLOCK PROTECTION |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2790459C2 (en) * | 2020-12-23 | 2023-02-22 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Металл-Композит" (ООО НПП "Металл-Композит") | Manufacturing method and armor-protective multilayer armor element |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3575786A (en) | Shield interlayer for spall suppression | |
US20110041675A1 (en) | Plastic encased multi-threat anti-ballistic material | |
US20150377592A1 (en) | Polymer Coatings with Embedded Hollow Spheres for Armor for Blast and Ballistic Mitigation | |
JP2006523276A (en) | Blast fragment containment system and its manufacturing method | |
CA2799438A1 (en) | Overpressure protection | |
JP4752596B2 (en) | Concrete structure with excellent explosion resistance | |
CN109653429A (en) | Tencel agent on crack resistance of concrete, which is burst, hits wallboard | |
RU168685U9 (en) | COMPOSITION ARMOR BARRIER | |
Somarathna et al. | Elastomeric polymers for blast and ballistic retrofitting of structures | |
RU2665423C1 (en) | Anti-fragmentary and anti-rebound protection | |
CN108678521A (en) | The unilateral blast wall of built-in combination Wasted-energy steel plate | |
WO2012087344A2 (en) | Armor assembly | |
CN110005228A (en) | A kind of effective energy-absorbing explosive-proof protector section structure | |
US20120260792A1 (en) | Products and methods for ballistic damage mitigation and blast damage suppression | |
US20140116235A1 (en) | Ballistic protection configuration | |
US11262172B2 (en) | Energy absorbing and spall mitigating ammunition compartment liner cassette | |
US7213497B1 (en) | Inflatable trajectory altering and blast energy absorption system | |
US11225829B2 (en) | Structure of fillings for openings | |
US10919266B1 (en) | Method for protection from explosion and fire | |
Asavavisithchai et al. | Developement of Composite Armors Using Natural Rubber Reinforced with Steel Wire Mesh for Ballistic Resistance | |
RU2488765C1 (en) | Anti-ricochet and anti-fragmentation protection of living or cargo compartment | |
CN108286300A (en) | Friction and Extrusion consuming type blast wall | |
US20150330745A1 (en) | Protective device | |
GB2534197A (en) | Protective wall | |
CN208309880U (en) | Friction and Extrusion consuming type blast wall |