RU2761959C1 - Armored panel - Google Patents
Armored panel Download PDFInfo
- Publication number
- RU2761959C1 RU2761959C1 RU2021127877A RU2021127877A RU2761959C1 RU 2761959 C1 RU2761959 C1 RU 2761959C1 RU 2021127877 A RU2021127877 A RU 2021127877A RU 2021127877 A RU2021127877 A RU 2021127877A RU 2761959 C1 RU2761959 C1 RU 2761959C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- armored panel
- tile
- ceramic
- panel
- tiles
- Prior art date
Links
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
- F41H5/00—Armour; Armour plates
- F41H5/02—Plate construction
- F41H5/04—Plate construction composed of more than one layer
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Aiming, Guidance, Guns With A Light Source, Armor, Camouflage, And Targets (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к конструкции бронепанели и может быть использовано для изготовления средств индивидуальной защиты в виде бронежилетов или в составе других технических средств защиты человека от стрелкового оружия и осколков разорвавшихся боезарядов или иных движущихся предметов, обладающих большой кинетической энергией.The invention relates to the design of an armored panel and can be used for the manufacture of personal protective equipment in the form of body armor or as part of other technical means of protecting a person from small arms and fragments of exploding warheads or other moving objects with high kinetic energy.
Известны конструкции бронепанелей на основе броневых керамических плиток различной конфигурации и различного состава, укрепленных с помощью полимерных связующих на слоистых основаниях из стекло- или органокомпозитов.Known designs of armor panels based on armor ceramic tiles of various configurations and different compositions, reinforced with polymer binders on laminated bases of glass or organic composites.
Современные тактико-технические требования к индивидуальным средствам бронезащиты диктуют более высокие показатели живучести при воздействии пуль повышенной пробиваемости. Одновременно повышаются требования к уровню защиты человека от контузионной травмы при непробитии защитной композиции, при этом изделия должны быть технологичными, относительно легкими и экономичными при производстве.Modern tactical and technical requirements for personal body armor dictate higher indicators of survivability when exposed to bullets of increased penetration. At the same time, the requirements for the level of protection of a person from contusion injury in case of non-penetration of the protective composition are increasing, while the products must be technological, relatively light and economical in production.
Известна керамико-композитная бронепанель, которая содержит тыльную многослойную композитную подложку, на которой последовательно размещены промежуточный слой с закрепленными рядами керамических плиток прямоугольной формы со смещением каждого последующего ряда плиток на половину ширины плитки предыдущего ряда в состоянии всестороннего сжатия, а также фронтальная оболочка антирикошетного внешнего слоя, при этом края тыльной подложки выполнены загнутыми по всему периметру выгнутой в вертикальном направлении бронепанели. Между слоями промежуточного слоя дополнительно размещены в поперечном направлении стальные полосы, перекрывающие поперечные стыки керамических плиток.A ceramic-composite armor panel is known, which contains a rear multilayer composite substrate, on which an intermediate layer with fixed rows of rectangular ceramic tiles is sequentially placed with the displacement of each subsequent row of tiles by half the width of the tiles of the previous row in a state of comprehensive compression, as well as the frontal shell of the anti-ricochet outer layer , while the edges of the rear substrate are bent around the entire perimeter of the armored panel curved in the vertical direction. Between the layers of the intermediate layer, steel strips are additionally placed in the transverse direction, overlapping the transverse joints of the ceramic tiles.
(См. патент РФ №2 578 710, МПК F41H 5/04, 2014 г.)(See RF patent No. 2 578 710, IPC F41H 5/04, 2014)
Исследования механизма пробития аналогичных бронепреград пулями с сердечником из твердого сплава, имеющим остроконечную головную часть, показали, что высокопрочная сталь не оказывает эффективного сопротивления подобным поражающим элементам. Ввиду большой разницы в значениях предела текучести материалов поражающего элемента и преграды, а также малой толщины используемых полос, поражающие элементы не получают значимого абразивного, дробящего и отклоняющего воздействия со стороны стальной преграды как самостоятельного объекта, так и части структуры.Studies of the mechanism of penetration of similar armor barriers by bullets with a hard alloy core having a pointed warhead have shown that high-strength steel does not effectively resist such damaging elements. Due to the large difference in the values of the yield stress of the materials of the striking element and the obstacle, as well as the small thickness of the strips used, the striking elements do not receive significant abrasive, crushing and deflecting effects from the steel barrier as an independent object or part of the structure.
Недостатком этого технического решения является недостаточная эффективность защиты от поражения пулями стрелкового вооружения и осколками разорвавшихся боезарядов при локальном поражении угловой зоны единичного керамического бронелемента, образующего фронтальный керамический слой.The disadvantage of this technical solution is the insufficient effectiveness of protection against damage by small arms bullets and fragments of exploding warheads in case of local damage to the corner zone of a single ceramic armor plate forming a frontal ceramic layer.
Известна также композитная броня, выгнутая по дуге в вертикальном направлении, содержащая дробяще-отклоняющий слой, состоящий из отдельных керамических элементов, соединенных в единую панель связующим на основе полимеров, и задерживающий слой, выполненный из прочного материала. Отдельные керамические элементы выполнены в виде правильных шестигранных призм с вогнутыми относительно вертикальной оси боковыми гранями и расположены с зазором между боковыми гранями соседних керамических элементов. Керамический бронеэлемент композитной брони имеет дугообразную вогнутую поверхность, радиус которой в 15-20 раз превышает длину образующей грани правильного шестиугольника. Одно или оба основания шестигранной керамической призмы могут быть выполнены плоскими или оба основания могут включать внутреннюю полость, которая образована вогнутым сегментом сферы, при этом основание вогнутого сегмента сферы является вписанной окружностью правильного шестиугольника в основании шестигранной призмы, а высота сегмента сферы составляет от 5 до 15 частей длины образующей шестиугольника. Зазор между соседними элементами не должен превышать определенного размера, что приводит к нарушению защитных свойств композиционной брони в местах стыка керамических элементов.Also known is a composite armor, curved in an arc in the vertical direction, containing a crushing-deflecting layer, consisting of separate ceramic elements connected in a single panel with a binder based on polymers, and a retarding layer made of durable material. Individual ceramic elements are made in the form of regular hexagonal prisms with lateral edges concave relative to the vertical axis and are located with a gap between the lateral edges of adjacent ceramic elements. The ceramic armor element of the composite armor has an arcuate concave surface, the radius of which is 15-20 times the length of the forming face of a regular hexagon. One or both bases of a hexagonal ceramic prism can be flat or both bases can include an internal cavity, which is formed by a concave segment of a sphere, while the base of the concave segment of the sphere is an inscribed circle of a regular hexagon at the base of the hexagonal prism, and the height of the sphere segment is from 5 to 15 parts of the length of the generator of the hexagon. The gap between adjacent elements should not exceed a certain size, which leads to a violation of the protective properties of the composite armor at the junction of the ceramic elements.
(См. патент РФ №2 459 174, МПК F41H 5/02, 2011 г.)(See RF patent No. 2 459 174, IPC F41H 5/02, 2011)
Основным недостатком этого технического решения является недостаточная надежность композитной брони при различных баллистических воздействиях.The main disadvantage of this technical solution is the insufficient reliability of the composite armor under various ballistic effects.
Наиболее близкой к предлагаемому изобретению (прототип) по назначению и совокупности существенных признаков является конструкция бронепанели, описанная в патенте US 10,794,665 В106.10.2020.The closest to the proposed invention (prototype) in terms of purpose and a set of essential features is the design of the armored panel, described in US patent 10,794,665 B106.10.2020.
Бронепанель содержит формованные из множества баллистических волокон тыльный и фронтальный слои и слой керамических плиток, находящийся между первым и вторым формованными слоями и приклеенный к каждому из них. Керамические плитки выполнены в форме шестиугольников.The armored panel contains back and front layers molded from a plurality of ballistic fibers and a layer of ceramic tiles located between the first and second molded layers and glued to each of them. Ceramic tiles are made in the form of hexagons.
Жесткие формованные слои способны предотвращать растрескивание керамического слоя, вызванное ударами пуль и снарядов, однако возможны торцевые выбросы осколков керамики при попадании снарядов и пуль в бронепанель. Бронепанель может быть плоской, а также изогнутой в одной или нескольких плоскостях.Rigid molded layers are able to prevent cracking of the ceramic layer caused by the impact of bullets and projectiles, however, end ejection of ceramic fragments is possible when projectiles and bullets hit the armor panel. The armored panel can be flat, as well as curved in one or more planes.
Основным недостатком этого технического решения с использованием шестигранных керамических плиток при формировании керамического слоя с двухплоскостным изгибом по смежным граням является образование ослабленных зон V-образной формы в виде зазоров между контактными зонами плиток, что снижает защитные свойства бронепанели.The main disadvantage of this technical solution using hexagonal ceramic tiles in the formation of a ceramic layer with a two-plane bend along adjacent edges is the formation of weakened V-shaped zones in the form of gaps between the contact zones of the tiles, which reduces the protective properties of the armor panel.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение защитных свойств бронепанели.The technical result of the proposed invention is to improve the protective properties of the armor panel.
Технический результат достигается за счет следующих конструктивных особенностей.The technical result is achieved due to the following design features.
Предложена бронепанель, выполненная из нескольких слоев с дуговым двухплоскостным изгибом, одним из которых является слой, составленный из шестигранных керамических плиток.An armored panel is proposed, made of several layers with an arc two-plane bend, one of which is a layer composed of hexagonal ceramic tiles.
Керамическая плитка в виде шестигранника, принимающая основную часть кинетической энергии пули, размещена в промежуточном слое панели и находится там в состоянии всестороннего сжатия на величину 6-18% от разрушающего напряжения материала керамики при растяжении.A ceramic tile in the form of a hexagon, which receives the bulk of the kinetic energy of the bullet, is placed in the intermediate layer of the panel and is there in a state of all-round compression by an amount of 6-18% of the breaking stress of the ceramic material under tension.
Бронепанель отличается тем, что каждая шестигранная плитка выполнена с возможностью беззазорного (в рамках допуска на изготовление самих плиток) контакта с боковыми гранями смежных плиток.The armored panel differs in that each hexagonal tile is made with the possibility of gap-free (within the tolerance for the manufacture of the tiles themselves) contact with the side faces of adjacent tiles.
Для этого боковые грани каждой керамической плитки образуют прямой угол с лицевой поверхностью плитки в середине грани.For this, the side edges of each ceramic tile form a right angle with the face of the tile in the middle of the edge.
Каждая плитка выполнена с двухплоскостным дуговым изгибом, радиус изгиба лицевой поверхности плитки составляет 635-645 мм, тыльная поверхность выполнена эквидистантной к лицевой.Each tile is made with a two-plane arc bend, the bending radius of the front surface of the tile is 635-645 mm, the back surface is made equidistant to the front.
Края тыльного слоя подложки отогнуты по всему периметру бронепанелии перекрывают боковую сторону керамического слоя.The edges of the back layer of the substrate are bent around the entire perimeter of the armor panel and overlap the side of the ceramic layer.
Выполнение плиток, из которых составлена панель предлагаемой формы, позволяет исключить основной недостаток подобных панелей - наличие ослабленных зон защиты, а именно значительные зазоры между плитками при двухплоскостном изгибе панели, необходимым для соблюдения требований по эргономике.The execution of the tiles, of which the panel of the proposed shape is composed, makes it possible to eliminate the main disadvantage of such panels - the presence of weakened protection zones, namely, significant gaps between the tiles during the two-plane bending of the panel, which is necessary to comply with ergonomic requirements.
Предлагаемая бронепанель представлена на рисунках, где показаны:The offered armor panel is shown in the figures, which show:
Фиг. 1 - общий вид бронепанели;FIG. 1 - general view of the armored panel;
Фиг. 2 - вертикальный разрез бронепанели;FIG. 2 - vertical section of the armor panel;
Фиг. 3 - горизонтальный разрез бронепанели;FIG. 3 - horizontal section of the armored panel;
Фиг. 4 - общий вид керамического слоя;FIG. 4 is a general view of the ceramic layer;
Фиг. 5 - вид спереди керамической плитки;FIG. 5 is a front view of a ceramic tile;
Фиг. 6 - вид сбоку керамической плитки;FIG. 6 is a side view of a ceramic tile;
Фиг. 7 - вид сбоку керамической плитки.FIG. 7 is a side view of a ceramic tile.
Бронепанель (фиг. 1) содержит тыльную многослойную подложку 1 (фиг. 2, фиг. 3), на которой размещен промежуточный слой 2 (фиг. 2, фиг. 3, фиг. 4) с керамическими плитками на основе шестигранников с двухплоскостным дуговым изгибом наружной и внутренней поверхностей в состоянии всестороннего сжатия, а также фронтальный защитный слой 3 (фиг. 2, фиг. 3). Края 4 (фиг 2, фиг. 3) тыльной подложки выполнены загнутыми по всему периметру бронепанели, что исключает возможность бокового выброса вторичных поражающих элементов.The armored panel (Fig. 1) contains a rear multilayer substrate 1 (Fig. 2, Fig. 3), on which there is an intermediate layer 2 (Fig. 2, Fig. 3, Fig. 4) with ceramic tiles based on hexagons with a two-plane arc bend the outer and inner surfaces in a state of all-round compression, as well as the frontal protective layer 3 (Fig. 2, Fig. 3). The edges 4 (Fig. 2, Fig. 3) of the rear substrate are made bent along the entire perimeter of the armor panel, which excludes the possibility of lateral ejection of secondary damaging elements.
Каждая плитка 5 (фиг. 5, фиг. 6, фиг. 7) промежуточного слоя 2 (фиг. 2, фиг. 3, фиг. 4) выполнена на основе шестигранника с двухплоскостным дуговым изгибом, радиус R лицевой поверхности плитки составляет 635-645 мм (фиг. 6). Тыльная поверхность плитки эквидистантна лицевой поверхности.Each tile 5 (Fig. 5, Fig. 6, Fig. 7) of the intermediate layer 2 (Fig. 2, Fig. 3, Fig. 4) is made on the basis of a hexagon with a two-plane arc bend, the radius R of the front surface of the tile is 635-645 mm (fig. 6). The back surface of the tile is equidistant to the front surface.
Боковые грани 6 (фиг. 6, фиг. 7) каждой плитки 5 (фиг. 5, фиг. 6, фиг. 7) имеют скос 7 (фиг. 6, фиг. 7) под острым углом к лицевой поверхности плитки.The side edges 6 (Fig. 6, Fig. 7) of each tile 5 (Fig. 5, Fig. 6, Fig. 7) have a bevel 7 (Fig. 6, Fig. 7) at an acute angle to the face of the tile.
Предложенная форма плиток позволяет исключить образование зазора между плитками при изгибе бронепанели в двух плоскостях.The proposed shape of the tiles makes it possible to exclude the formation of a gap between the tiles when the armor panel is bent in two planes.
Это решает задачу обеспечения равномерной пулестойкости стыковых зон бронепанели за счет более эффективного рассеивания энергии поражающего элемента.This solves the problem of ensuring uniform bullet resistance of the butt zones of the armored panel due to more efficient dissipation of the energy of the striking element.
Напряжение всестороннего сжатия, под которым находится керамическая плитка в промежуточном слое, создает дополнительный потенциальный энергетический барьер, препятствующий разрушению керамики под действием растягивающих сил при ударе пули. Кроме того, заложенное на этапе изготовления напряжение всестороннего сжатия керамической плитки препятствует увеличению расстояния между краями образующихся трещин в местах, удаленных непосредственно от точки попадания пули, а также возникновению зазоров между керамической плиткой, промежуточным слоем и основанием в результате деформации последнего и многократного прохождения ударной волны по всем слоям панели.Compression stress, under which the ceramic tile is located in the intermediate layer, creates an additional potential energy barrier that prevents the destruction of the ceramic under the action of tensile forces upon impact of a bullet. In addition, the stress of all-round compression of the ceramic tile laid down at the manufacturing stage prevents an increase in the distance between the edges of the resulting cracks in places that are located directly from the point of impact of the bullet, as well as the appearance of gaps between the ceramic tile, the intermediate layer and the base as a result of the deformation of the latter and repeated passage of the shock wave. across all layers of the panel.
Предлагаемая бронепанель имеет оптимальный с точки зрения эргономики радиус изгиба в двух плоскостях и может быть использована для защиты груди и спины.The offered armor panel has an optimal bending radius in two planes from the point of view of ergonomics and can be used to protect the chest and back.
Выполнение плитки в форме шестигранника, а всех боковых граней плитки по нормали к лицевой поверхности обеспечивает плотное беззазорное прилегание бронеплиток по всем смежным граням, что повышает суммарную пулестойкость бронепанели при поражении единичной плитки в зону вершины угла и обеспечивает достижение технического результата, а именно повышение защитных свойств бронепанели.The execution of the tile in the form of a hexagon, and all lateral edges of the tile along the normal to the front surface ensures a tight gap-free fit of the armor plates along all adjacent edges, which increases the total bullet resistance of the armor panel when a single tile is hit in the corner apex zone and ensures the achievement of a technical result, namely, an increase in protective properties armored panels.
Производство бронепанели технологично, так как форма лицевой поверхности плитки с предлагаемым радиусом двухплоскостного изгиба исключает возможность неверной ориентации элементов при сборке.The production of an armored panel is technologically advanced, since the shape of the front surface of the tile with the proposed radius of two-plane bending excludes the possibility of incorrect orientation of the elements during assembly.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021127877A RU2761959C1 (en) | 2021-09-22 | 2021-09-22 | Armored panel |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021127877A RU2761959C1 (en) | 2021-09-22 | 2021-09-22 | Armored panel |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2761959C1 true RU2761959C1 (en) | 2021-12-14 |
Family
ID=79175212
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021127877A RU2761959C1 (en) | 2021-09-22 | 2021-09-22 | Armored panel |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2761959C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2112910C1 (en) * | 1995-10-11 | 1998-06-10 | Акционерное общество открытого типа "Прогресс" | Armor-protection construction |
RU2459174C1 (en) * | 2011-03-09 | 2012-08-20 | Закрытое акционерное общество "Кираса" | Ceramic armour element, and composite armour on its basis |
RU2578710C2 (en) * | 2014-03-27 | 2016-03-27 | Владимир Сергеевич Прозоров | Ceramic-composite armour plate |
US10794665B1 (en) * | 2018-05-25 | 2020-10-06 | East West Consolidated, LLC | Ballistics resistant hard plate armor |
-
2021
- 2021-09-22 RU RU2021127877A patent/RU2761959C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2112910C1 (en) * | 1995-10-11 | 1998-06-10 | Акционерное общество открытого типа "Прогресс" | Armor-protection construction |
RU2459174C1 (en) * | 2011-03-09 | 2012-08-20 | Закрытое акционерное общество "Кираса" | Ceramic armour element, and composite armour on its basis |
RU2578710C2 (en) * | 2014-03-27 | 2016-03-27 | Владимир Сергеевич Прозоров | Ceramic-composite armour plate |
US10794665B1 (en) * | 2018-05-25 | 2020-10-06 | East West Consolidated, LLC | Ballistics resistant hard plate armor |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5149910A (en) | Polyphase armor with spoiler plate | |
US7617757B2 (en) | Ceramic multi-hit armor | |
KR20090127285A (en) | Armor system and method for defeating high energy projectiles that include metal jets | |
ITMI962183A1 (en) | ARMOURING | |
US8468926B2 (en) | Ballistic armor system | |
RU168685U9 (en) | COMPOSITION ARMOR BARRIER | |
US9410772B2 (en) | Ballistic protection configuration | |
RU2761959C1 (en) | Armored panel | |
RU140126U1 (en) | COMPOSITION ARMOR BARRIER | |
RU160384U1 (en) | MULTILAYER ARMOR | |
KR20110015345A (en) | Bulletproof materials | |
RU189636U1 (en) | COMPOSITE ARMORED BARRIER | |
RU184168U1 (en) | COMPOSITION ARMOR BARRIER | |
RU180862U1 (en) | COMPOSITION ARMOR BARRIER | |
RU2393416C1 (en) | Multi-layer armoured barrier | |
US20130312596A1 (en) | Protection grid | |
RU2801126C1 (en) | Ceramic composite armor panel | |
RU2810095C1 (en) | Armour protection | |
UA141570U (en) | CERAMIC ARMOR ELEMENT | |
RU128306U1 (en) | COMPOSITION ARMOR BARRIER | |
EP2715271B1 (en) | A lightweight bar armor | |
RU119089U1 (en) | ARMOR BARRIER | |
RU162948U1 (en) | COMPOSITION ARMOR BARRIER | |
RU2580603C1 (en) | Composite armour | |
RU2476809C1 (en) | Volume-combined armour |