RU2781964C1

RU2781964C1 - Multilayer armor protection

Info

Publication number: RU2781964C1
Application number: RU2022108864A
Authority: RU
Inventors: Игорь Николаевич Тихонов; Виталий Геннадьевич Крючков; Андрей Иванович Звездов; Борис Сергеевич Соколов; Георгий Игоревич Тихонов
Original assignee: Акционерное общество "Научно-исследовательский центр "Строительство"
Filing date: 2022-04-04
Publication date: 2022-10-21

Abstract

FIELD: personal protective equipment.

SUBSTANCE: invention relates to personal protective equipment, passive and dynamic protection of devices, installations, transport and stationary devices. Multilayer armor protection consists of a shell (1) and protective elements (2). Protective elements (2) in cross section are made with arcuate convex upper and rectilinear lower parts, arranged in several rows one above the other in a checkerboard pattern with support of the overlying rows along the lines of the tops of the arcs of the sections of the underlying rows, inside they have additional flat or arched armor plates (4) and shock-absorbing or explosive filler (3).

EFFECT: increased efficiency of multilayer armor protection and weight reduction.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к конструкции многослойной бронезащиты, предназначено для использования в средствах индивидуальной защиты, пассивной и динамической защиты приборов, установок, транспортных и стационарных устройств.The invention relates to the design of multi-layer body armor, intended for use in personal protective equipment, passive and dynamic protection of devices, installations, transport and stationary devices.

Известна бронезащита, состоящая из бронепластин, установленных встык, и бронеполос, установленных над стыками бронепластин в пересекающихся направлениях, при этом бронеполосы выполнены из набора отдельных бронеэлементов, причем бронепластины и бронеэлементы бронеполос установлены в карманах из высокомодульной органической ткани (патент РФ №2091693, кл. F41H 1/02 от 07.06.1994 Опубл. 27.09.1997). Бронезащита, состоящая из бронепластин, установленных встык, и бронеполос, установленных над стыками бронепластин в пересекающихся направлениях, при этом бронеполосы выполнены из набора отдельных бронеэлементов, причем бронеэлементами бронеполос одного направления перекрыты стыки между четырьмя соседними бронепластинами, а бронеэлементами бронеполос другого направления перекрыты стыки между двумя соседними бронепластинами, отличающаяся тем, что бронеэлементы бронеполос выполнены с сечением в виде сегмента и обращены плоской поверхностью к бронепластинам, при этом бронеэлементы бронеполос одного направления выполнены в продольном направлении с кривизной, равной кривизне внешней поверхности бронепластин, а ширина бронеполос выбрана из условия перекрывания стыка между бронепластинами при максимальном его раскрытии.Known armor protection, consisting of armored plates installed end-to-end, and armored strips installed over the joints of the armored plates in intersecting directions, while the armored strips are made from a set of individual armored elements, and the armored plates and armored elements of the armored strips are installed in pockets made of high-modulus organic tissue (RF patent No. 2091693, class F41H 1/02 dated 06/07/1994 Published 09/27/1997). Armor protection, consisting of armor plates installed end-to-end, and armor strips installed above the joints of the armor plates in intersecting directions, while the armor strips are made from a set of separate armor elements, and the armor strips of one direction overlap the joints between four adjacent armor plates, and the armor strips of the other direction overlap the joints between two adjacent armor plates, characterized in that the armor elements of the armor strips are made with a section in the form of a segment and face the flat surface to the armor plates, while the armor elements of the armor strips of one direction are made in the longitudinal direction with a curvature equal to the curvature of the outer surface of the armor plates, and the width of the armor strips is selected from the condition of overlapping the joint between armored plates at its maximum opening.

Недостатком данной бронезащиты является низкая надежность защиты от кумулятивного воздействия.The disadvantage of this body armor is the low reliability of protection against cumulative effects.

Известна многослойная защита, включающая не менее двух рядов защитных элементов, закрепленных с зазором между рядами на или в держателях так, чтобы при воздействии на них средства поражения, они отрывались от держателей (патент РФ №2226253, кл. F41H 5/04, F41H 1/02 от 11.04.2002 Опубл. 27.03.2004 Бюл. №9). Многослойная инерционная защита, включающая не менее двух рядов защитных элементов, закрепленных с зазором между рядами на или в держателях так, чтобы при воздействии на них средства поражения они отрывались от держателей, отличающаяся тем, что защитные элементы установлены так, что отношение массы отдельного защитного элемента к его способности противостоять пробивающему действию поражающего фактора возрастает от первого к каждому последующему ряду и/или возрастает зазор между рядами, начиная от зазора между первым и вторым рядом.Known multilayer protection, including at least two rows of protective elements, fixed with a gap between the rows on or in the holders so that when they are exposed to the means of destruction, they come off the holders (RF patent No. 2226253, class F41H 5/04, F41H 1 /02 of 11.04.2002 Published on 27.03.2004 Bull. No. 9). Multilayer inertial protection, including at least two rows of protective elements, fixed with a gap between the rows on or in holders so that when they are exposed to a means of destruction, they come off the holders, characterized in that the protective elements are installed so that the ratio of the mass of an individual protective element to its ability to withstand the penetrating effect of the damaging factor increases from the first to each subsequent row and / or the gap between the rows increases, starting from the gap between the first and second row.

Недостатком данной многослойной инерционной защиты является сложность конструкции и трудоемкость, а также достаточно высокая масса.The disadvantage of this multilayer inertial protection is the complexity of the design and complexity, as well as a fairly high weight.

Задачей изобретения является повышение эффективности многослойной бронезащиты, то есть повышение ее защитных свойств, упрощение конструкции и снижение массы.The objective of the invention is to increase the efficiency of multi-layer body armor, that is, to increase its protective properties, simplify the design and reduce weight.

Поставленная цель достигается за счет того, что защитные элементы выполнены замкнутого поперечного сечения с дугообразной выпуклой верхней и прямолинейной нижней частями, расположены в несколько рядов друг над другом в шахматном порядке с опиранием вышележащих рядов по линиям вершин дуг сечений нижележащих рядов. А также, за счет того, что внутри элементов расположены дополнительные плоские или дугообразные броневые листы и амортизирующий или взрывчатый наполнитель.This goal is achieved due to the fact that the protective elements are made of a closed cross section with an arcuate convex upper and rectilinear lower parts, arranged in several rows one above the other in a checkerboard pattern with the overlying rows supported along the lines of the tops of the arcs of the sections of the underlying rows. And also, due to the fact that inside the elements there are additional flat or arcuate armor plates and a shock-absorbing or explosive filler.

Техническим результатом является повышение эффективности многослойной бронезащиты за счет повышения ее защитных свойств, упрощения конструкции и снижения массы.The technical result is to increase the efficiency of multilayer armor protection by increasing its protective properties, simplifying the design and reducing the weight.

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

1. Защитные элементы, выполнены замкнутого поперечного сечения с дугообразной выпуклой верхней и прямолинейной нижней частями, обладающим более высокой прочностью и жесткостью при значительно меньшем весе, чем элементы аналогичного пролета с прямоугольным сечением. Кроме этого, в данном случае защита от внешнего воздействия осуществляется в два этапа. Первоначально сопротивляется дугообразная выпуклая верхняя часть элемента. При этом теряется (диссипирует) значительная доля энергии внешнего воздействия.1. Protective elements are made of a closed cross section with an arcuate convex upper and straight lower parts, which have higher strength and rigidity with significantly less weight than elements of a similar span with a rectangular section. In addition, in this case, protection from external influences is carried out in two stages. Initially, the arched convex top of the element resists. In this case, a significant fraction of the energy of the external action is lost (dissipates).

Затем оставшаяся часть энергии воспринимается плоской частью элемента, соединяющей концы дугообразной части и выполняющей роль затяжки. Дугообразная выпуклая форма внешней части защитного элемента способствует рикошету снаряда при его угловом попадании.Then the remaining part of the energy is perceived by the flat part of the element, which connects the ends of the arcuate part and acts as a puff. The arcuate convex shape of the outer part of the protective element contributes to the ricochet of the projectile when it hits the corner.

2. Защитные элементы располагаются в несколько рядов, друг над другом в шахматном порядке, и опираются концевыми частями верхних рядов элементов на вершины нижних рядов. Такое расположение защитных элементов позволяет перекрыть элементами нижних рядов стыковые зазоры в опорных частях элементов рядов верхних, увеличивая, таким образом, общую защитную функцию многослойной броневой защиты.2. Protective elements are arranged in several rows, one above the other in a checkerboard pattern, and rest with the end parts of the upper rows of elements on the tops of the lower rows. Such an arrangement of protective elements allows the elements of the lower rows to cover the butt gaps in the supporting parts of the elements of the upper rows, thus increasing the overall protective function of the multilayer armor protection.

Элементы нижних рядов используются как податливые опоры для элементов верхнего ряда, что способствует диссипации внешнего силового воздействия.The elements of the lower rows are used as pliable supports for the elements of the upper row, which contributes to the dissipation of the external force.

3. При расположении внутри защитных элементов замкнутого поперечного сечения с дугообразной выпуклой верхней и прямолинейной нижней частями дополнительных плоских или дугообразных броневых листов и амортизирующего или взрывчатого наполнителя можно значительно повысить динамическую защитную способность многослойной броневой защиты как от обычных, так и кумулятивных боеприпасов.3. When located inside the protective elements of a closed cross-section with an arcuate convex upper and rectilinear lower parts of additional flat or arcuate armor plates and a shock-absorbing or explosive filler, it is possible to significantly increase the dynamic protective ability of multilayer armor protection against both conventional and cumulative ammunition.

4. Защитные элементы установлены в карманах оболочки многослойной броневой защиты из высокомодульной органической ткани.4. Protective elements are installed in the shell pockets of multilayer armor protection made of high-modulus organic fabric.

На чертеже схематично представлена многослойная бронезащита, где позициями обозначены следующие элементы:The drawing schematically shows a multi-layer armor protection, where the positions indicate the following elements:

1 - оболочка1 - shell

2 - защитный элемент2 - protective element

3 - амортизирующий или взрывчатый наполнитель3 - shock-absorbing or explosive filler

4 - дополнительный броневой лист4 - additional armor plate

Оболочка многослойной броневой защиты (1) выполнена из композитного материала на основе ткани из волокна СВМ, а также Тефлон или Кевлар и полимерного связующего. Защитный элемент и его листовое наполнение (4) может быть выполнен из броневого стального листа или броневой листовой керамики.The shell of the multilayer armor protection (1) is made of a composite material based on CBM fiber fabric, as well as Teflon or Kevlar and a polymer binder. The protective element and its sheet filling (4) can be made of armor steel sheet or armor sheet ceramics.

Амортизирующий наполнитель (3) выполняется из полимерного или композитного материала, играющего роль задерживающего амортизирующего слоя.Cushioning filler (3) is made of a polymer or composite material, which plays the role of a delay shock-absorbing layer.

Амортизирующий наполнитель или его часть может быть заменен на взрывчатый наполнитель, выполняющий роль динамической защиты от кумулятивных боеприпасов.The shock-absorbing filler or part of it can be replaced with an explosive filler that acts as a dynamic protection against cumulative ammunition.

В предлагаемом техническом решении механизм многослойной броневой защиты при огневом воздействии представляется следующим образом:In the proposed technical solution, the mechanism of multilayer armor protection during fire exposure is as follows:

При встрече с внешним броневым слоем (2) защитного элемента наружного ряда, заряд (пуля, снаряд) со свинцовым или мягким стальным сердечником разрушается практически полностью, останавливается или отскакивает (рикошетирует).When meeting with the outer armor layer (2) of the protective element of the outer row, the charge (bullet, projectile) with a lead or soft steel core is destroyed almost completely, stops or bounces (ricochets).

В случае проникновения внутрь защитного элемента, его энергия гасится амортизирующим наполнителем (3), дополнительным броневым листом (4) и прямолинейной частью защитного элемента, выполняющей роль затяжки (5).In the case of penetration into the protective element, its energy is extinguished by a shock-absorbing filler (3), an additional armor plate (4) and a straight part of the protective element that acts as a puff (5).

При попадании заряда между защитными элементами внешнего ряда, сопротивление ему оказывают защитные элементы внутреннего ряда.When a charge enters between the protective elements of the outer row, it is resisted by the protective elements of the inner row.

С целью обеспечения защиты от попадания кумулятивного боеприпаса, внутри защитных элементов могут быть размещены взрывные элементы динамической защиты по специально разработанной для этого конструктивной схеме, отработанной в течение многих лет ее применения на практике.In order to provide protection against the ingress of a cumulative munition, explosive elements of dynamic protection can be placed inside the protective elements according to a design scheme specially developed for this purpose, worked out over many years of its application in practice.

Такой надежный механизм предлагаемого технического решения позволяет использовать различные методы пассивной и динамической защиты человека, приборов оборудования, транспортных средств и строений, от внешнего ударного и силового воздействия.Such a reliable mechanism of the proposed technical solution allows the use of various methods of passive and dynamic protection of a person, devices, equipment, vehicles and buildings from external impact and force.

Claims

Multilayer armor protection, consisting of a shell and protective elements, characterized in that the protective elements are made of a closed cross section with an arcuate convex upper and straight lower parts, arranged in several rows one above the other in a checkerboard pattern with the overlying rows supported along the lines of the tops of the arcs of the sections of the underlying rows , have inside additional flat or arcuate armor plates and shock-absorbing or explosive filler.