UA141921U - CERAMIC ARMOR ELEMENT DESIGNED FOR DISCRETE CERAMIC-POLYMER COMPOSITE ARMOR - Google Patents

CERAMIC ARMOR ELEMENT DESIGNED FOR DISCRETE CERAMIC-POLYMER COMPOSITE ARMOR Download PDF

Info

Publication number
UA141921U
UA141921U UAU201912339U UAU201912339U UA141921U UA 141921 U UA141921 U UA 141921U UA U201912339 U UAU201912339 U UA U201912339U UA U201912339 U UAU201912339 U UA U201912339U UA 141921 U UA141921 U UA 141921U
Authority
UA
Ukraine
Prior art keywords
armor
ceramic
elements
trapezoidal protrusion
polymer composite
Prior art date
Application number
UAU201912339U
Other languages
Ukrainian (uk)
Inventor
Тарас Володимирович Шийко
Олександр Юрійович Миронюк
Сергій Володимирович Чорнобук
Original Assignee
Дочірнє Підприємство Державної Компанії Укрспецекспорт Державне Підприємство "Спеціалізована Зовнішньоторговельна Фірма "Прогрес"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Дочірнє Підприємство Державної Компанії Укрспецекспорт Державне Підприємство "Спеціалізована Зовнішньоторговельна Фірма "Прогрес" filed Critical Дочірнє Підприємство Державної Компанії Укрспецекспорт Державне Підприємство "Спеціалізована Зовнішньоторговельна Фірма "Прогрес"
Priority to UAU201912339U priority Critical patent/UA141921U/en
Publication of UA141921U publication Critical patent/UA141921U/en

Links

Landscapes

  • Insulators (AREA)

Abstract

Керамічний бронеелемент призначений для дискретної керамо-полімерної композитної броні, що виконаний шестикутної форми. Виконаний як шестигранна призма з плоскими, опуклими та/або ввігнутими торцями, де кожна бокова грань елемента містить трапецієподібний виступ, що є єдиним цілим з бронеелементом, при цьому трапецієподібний виступ розташований з краю бокової грані в зоні потрійного стику трьох керамічних бронеелементів.Ceramic armor element is designed for discrete ceramic-polymer composite armor, made of hexagonal shape. Made as a hexagonal prism with flat, convex and / or concave ends, where each side face of the element contains a trapezoidal protrusion that is integral with the armor element, while the trapezoidal protrusion is located on the edge of the side face in the triple joint of three ceramic armor elements.

Description

Корисна модель належить до засобів захисту легкоброньованої наземної та авіаційної техніки від бронебійних куль та уламків снарядів, зокрема, до використовуваних для цієї мети керамічних бронеелементів.The useful model belongs to the means of protection of lightly armored ground and aviation equipment from armor-piercing bullets and projectile fragments, in particular, to the ceramic armor elements used for this purpose.

Найбільш ефективними бронеконструкціями, здатними забезпечити захист від крупнокаліберних бронебійних набоїв, є макрошаруваті композитні структури, що містять шари, виготовлені з матеріалів різної хімічної природи. Такі бронеконструкції мають дроблячо- відхиляючий шар, що складається з окремих (дискретних) керамічних елементів, з'єднаних між собою високоміцним полімерним матеріалом, та енергопоглинаючої підкладки, що виготовляється з металу або текстильно-полімерних матеріалів. У випадку застосування такої броні для захисту наземної військової техніки, підкладкою є борт бойової броньованої машини (ББМ).The most effective armor structures capable of providing protection against large-caliber armor-piercing rounds are macro-layered composite structures containing layers made of materials of different chemical nature. Such armored structures have a crushing-deflecting layer consisting of separate (discrete) ceramic elements connected to each other by high-strength polymer material, and an energy-absorbing substrate made of metal or textile-polymer materials. In the case of using such armor for the protection of ground military equipment, the substrate is the side of the armored combat vehicle (ABV).

Використання замість цільної керамічної плити дискретних керамічних бронеелементів дозволяє суттєво підвищити живучість броні. В ідеальному випадку при влученні вражаючого елемента (кулі, осколка) в бронепанелі повинен руйнуватися лише один керамічний бронеелемент, а всі інші бронеелементи повинні залишатися неушкодженими. Для досягнення цієї мети бронеелементи виготовляють у формі циліндра або шестигранної чи чотиригранної призми з плоскими, опуклими чи ввігнутими торцями і розміщують у бронепанелі з чітко фіксованими зазорами, що заповнені полімерним зв'язуючим матеріалом. При цьому величина зазору між бронеелементами має дуже суттєве значення. Так, коли бронеелементи розташовані занадто далеко один від одного, існує висока ймовірність того, що вражаючий елемент не буде затриманий при влучанні його у зазор між бронеелементами. З іншого боку, якщо окремі керамічні елементи безпосередньо прилягають один до одного, при ударі вражаючого елемента по керамічному елементу ударна хвиля може передаватися на сусідні елементи. Коли бронеелементи торкаються один до одного, енергія від удару розповсюджується через бронепанель так, як через цільну керамічну плиту, руйнуючи велику кількість бронеєлементів, що призводить до зниження живучості броні.The use of discrete ceramic armor elements instead of a solid ceramic plate makes it possible to significantly increase the survivability of the armor. In an ideal case, when a striking element (bullet, fragment) is hit in the armor panel, only one ceramic armor element should be destroyed, and all other armor elements should remain intact. To achieve this goal, armor elements are made in the form of a cylinder or a hexagonal or tetrahedral prism with flat, convex or concave ends and are placed in an armor panel with clearly fixed gaps filled with polymer binding material. At the same time, the size of the gap between the armor elements is very important. So, when the armor elements are too far apart, there is a high probability that the striking element will not be stopped when hitting it in the gap between the armor elements. On the other hand, if individual ceramic elements are directly adjacent to each other, when an impacting element hits the ceramic element, the shock wave can be transmitted to neighboring elements. When the armor elements touch each other, the energy from the impact spreads through the armor panel as if it were a solid ceramic plate, destroying a large number of the armor elements, resulting in a decrease in the survivability of the armor.

Отже, зазор між бронеелементами повинен мати чітко фіксований розмір, що залежить від розміру вражаючого елемента, і бути рівномірним по всій площині бронепанелі, що забезпечується на етапі збирання захисної конструкції.Therefore, the gap between the armor elements must have a clearly fixed size, which depends on the size of the striking element, and be uniform over the entire plane of the armor panel, which is provided at the stage of assembly of the protective structure.

Зо Для забезпечення вказаних вимог застосовують або спеціальні пристрої, як в патенті ВО Мо 2119635, Б41Н1/02, Е41Н5/04, опубл. 27.09.1998 р., або проміжні елементи у вигляді направляючих сіток, як у патенті ОА Мо 128670, МПК Е41Н 1/02, опубл. 25.09.2018 р.To ensure the specified requirements, special devices are used, as in patent VO Mo 2119635, Б41Н1/02, Е41Н5/04, publ. 09/27/1998, or intermediate elements in the form of guide nets, as in patent OA Mo 128670, IPC E41N 1/02, publ. 09/25/2018

Також поставлену задачу можна вирішити шляхом створення керамічних бронеелементів спеціальної форми. Так, в патенті ВО Мо 2378601, Е41Н5/04, опубл. 10.01.2010 р., запропоновано керамічний бронеелемент шестикутної форми, який включає зуб на кожній стороні шестикутного елемента. Коли керамічний елемент броні повертається на 60" по осі симетрії шестикутного поперечного перерізу керамічного елемента, положення зубів на керамічному елементі броні залишається по суті однаковим. Зуби можуть бути складовою частиною елемента, відлитими як частина елемента. Така форма елемента має перевагу в тому, що спрощується процес складання керамічних елементів в бронепанель. Шестикутна симетрія елементів означає, що орієнтація елементів в матриці може бути забезпечена при мінімальному зусиллі. Відлиті зуби на сторонах елементів забезпечують простір для контрольованого однорідного з'єднувального шару між елементами, еквівалентного ширині зуба. Однорідний з'єднувальний шар між елементами обмежує передачу енергії на суміжні елементи. В даному винаході через зниження передачі енергії між елементами існує велика ймовірність, що керамічні елементи броні в панелі залишаться неушкодженими. Винахід має додаткову перевагу, яка полягає в тому, що зуби рівномірно розділяють суміжні елементи, так що можна обходиться без додаткових пристроїв для забезпечення фіксованого зазору між бронеелементами. Основним недоліком описаного бронеелемента є наявність ослабленої зони у місці стикування будь-яких трьох сусідніх елементів (ослаблений потрійний стик).Also, the task can be solved by creating ceramic armor elements of a special shape. So, in patent VO Mo 2378601, E41Н5/04, publ. 01/10/2010, a hexagonal shaped ceramic armor element is proposed, which includes a tooth on each side of the hexagonal element. When the ceramic armor element is rotated 60" along the axis of symmetry of the ceramic element's hexagonal cross-section, the position of the teeth on the ceramic armor element remains essentially the same. The teeth can be integral to the element, cast as part of the element. This element shape has the advantage of being simplified the process of assembling the ceramic elements into an armor panel. The hexagonal symmetry of the elements means that the orientation of the elements in the matrix can be achieved with minimal effort. The cast teeth on the sides of the elements provide space for a controlled uniform bonding layer between the elements, equivalent to the width of the tooth. Uniform bonding layer between elements limits the transfer of energy to adjacent elements. In the present invention, due to the reduction of energy transfer between elements, there is a high probability that the ceramic armor elements in the panel will remain intact. The invention has the additional advantage that the teeth evenly space adjacent elements , so you can do without additional devices to ensure a fixed gap between the armor elements. The main disadvantage of the described armor element is the presence of a weakened zone at the junction of any three adjacent elements (weakened triple junction).

Задачею даної корисної моделі є створення нового керамічного бронеелемента, що зберігає позитивні якості найближчих аналогів та позбавлений вищевказаних недоліків з метою підвищення бронестійкості і надійності керамо-полімерних бронепанелей, виготовлених з використанням розроблених бронеелементів.The task of this useful model is to create a new ceramic armor element that preserves the positive qualities of the closest analogues and is devoid of the above-mentioned shortcomings in order to increase the armor resistance and reliability of ceramic-polymer armor panels made using the developed armor elements.

Поставлена задача вирішується шляхом пропонованого нового керамічного бронеелемента, призначеного для дискретної керамо-полімерної композитної броні, який має форму шестигранної призми з плоскими, опуклими чи ввігнутими торцями, який відрізняється тим, що кожна бокова грань елемента містить трапецієподібний виступ, що є єдиним цілим з бронеелементом, при цьому трапецієподібний виступ розташований з краю бокової грані в зоні потрійного стику трьох керамічних бронеелементів, при цьому висота трапецієподібного виступуThe task is solved by the proposed new ceramic armor element, intended for discrete ceramic-polymer composite armor, which has the shape of a hexagonal prism with flat, convex or concave ends, and which is distinguished by the fact that each side face of the element contains a trapezoidal protrusion that is integral with the armor element , while the trapezoidal protrusion is located from the edge of the side face in the zone of the triple junction of three ceramic armor elements, while the height of the trapezoidal protrusion

Ї: 1She: 1

І-5БВ- и 0, довжина трапецієподібного виступу /: 1,-- -5ю»хьИ-5БВ- и 0, the length of the trapezoidal projection /: 1,-- -5ю»х

Б 2, а р - це розмір вражаючого елемента - калібр кулі.B 2, and p is the size of the striking element - the caliber of the bullet.

Розміри виступу на бронеелементі залежать від розміру вражаючого елемента (калібру куліThe dimensions of the protrusion on the armor element depend on the size of the striking element (bullet caliber

ОБ), захист від якого забезпечує бронепанель, виготовлена з використанням даних бронеелементів. Так, висота трапецієподібного виступу Її має розмір 10 ла довжинаOB), protection against which is provided by an armored panel made using these armor elements. Yes, the height of its trapezoidal protrusion has a size of 10 and a length

І, - 1р виступу І має розмір, що рівний приблизно 2 (Див. Фіг. 3, Фіг. 4).I, - 1r protrusion I has a size equal to approximately 2 (See Fig. 3, Fig. 4).

Далі буде наведено детальний опис технічного рішення. Даний опис не є обмежувальний, тобто спеціалісту мають бути зрозумілими можливі подальші удосконалення, не виходячи за межі розкритої у формулі суті.Next, a detailed description of the technical solution will be given. This description is not restrictive, that is, possible further improvements should be clear to the specialist, without going beyond the essence disclosed in the formula.

Корисна модель пояснюється з допомогою доданих креслень.A useful model is explained with the help of the attached drawings.

На кресленнях показано:The drawings show:

Фіг. 1 - керамічний бронеелемент, що має форму шестигранної призми з плоскими торцями,Fig. 1 - a ceramic armor element that has the shape of a hexagonal prism with flat ends,

Фіг. 2 - керамічний бронеелемент, що має форму шестигранної призми з опуклими чи ввігнутими торцямиFig. 2 - a ceramic armor element that has the shape of a hexagonal prism with convex or concave ends

Фіг. З - трапецієподібний виступFig. C is a trapezoidal projection

Фіг. 4 - зона потрійного стикуFig. 4 - triple junction zone

На кресленнях використано наступні позначення: р - калібр вражаючого елемента;The following designations are used on the drawings: p - the caliber of the impressive element;

Ї - довжина трапецієподібного виступу;Y - the length of the trapezoidal projection;

Т - висота трапецієподібного виступу.T is the height of the trapezoidal projection.

При пропонованих даним технічним рішенням розмірах виступу при збиранні бронеелементів у бронепанель між елементами утворюється рівномірний зазор, ширина якого рівна висоті виступу, а у зоні потрійного стику елементів за рахунок виступів формується підсилена область, діаметр якої співрозмірний з калібром вражаючого елемента 0.With the dimensions of the protrusion proposed by this technical solution, when assembling the armor elements into the armor panel, a uniform gap is formed between the elements, the width of which is equal to the height of the protrusion, and in the zone of the triple junction of the elements due to the protrusions, a reinforced area is formed, the diameter of which is commensurate with the caliber of the striking element 0.

Керамічним матеріалом, з якого виготовляється бронеелемент, є або оксид алюмінію, абоThe ceramic material from which the armor element is made is either aluminum oxide or

Зо карбід кремнію, або карбід бору, або композити на їх основі.From silicon carbide, or boron carbide, or composites based on them.

Приклад 1. Для виготовлення керамо-полімерної композитної броні для захисту від бронебійних куль калібром Ю-7,62 тт використовуються шестигранні керамічн|ібронеелементиExample 1. For the manufacture of ceramic-polymer composite armor for protection against armor-piercing bullets of caliber Yu-7.62 tt, hexagonal ceramic and armor elements are used

ІБ- 15908 з трапецієподібними виступами на бокових гранях, які мають висоту 10 мм іIB-15908 with trapezoidal protrusions on the side faces, which have a height of 10 mm and

І, - 1 РА довжину 2 ММ.And, - 1 RA length of 2 MM.

Пропоноване технічне рішення працює таким чином. Керамічний бронеелемент призначений для використання у дискретній керамо-полімерній композитній броні. Панелі броні виготовляють з використанням таких бронеелементів і встановлюють на борт ББМ. Механізм захисної дії броні такий: куля при зустрічі з керамічним елементом починає руйнуватися і відхиляється від початкової траєкторії руху, при цьому значна частина кінетичної енергії кулі витрачається безпосередньо на руйнування кулі і бронеелемента, а також на приведення в коливальний рух сусідніх керамічних елементів (реалізується так званий "більярдний ефект").The proposed technical solution works as follows. The ceramic armor element is intended for use in discrete ceramic-polymer composite armor. Armor panels are made using such armor elements and installed on board BBM. The mechanism of the protective effect of the armor is as follows: when the bullet meets a ceramic element, it begins to destroy and deviates from the initial trajectory of movement, while a significant part of the kinetic energy of the bullet is spent directly on the destruction of the bullet and the armor element, as well as on bringing the neighboring ceramic elements into oscillating motion (the so-called "billiards effect").

Осколки зруйнованих кулі та бронеелемента затримуються на підкладці. Пропонована форма бронеелемента забезпечує йому максимальну ударну стійкість за рахунок рівномірного розподілу напружень в тілі бронеелемента. При контакті кулі з бронеелементом відбувається рикошет кулі незалежно від точки і кута її контакту зі сферичною частиною бронеелемента.Fragments of destroyed bullets and armor elements are retained on the substrate. The proposed shape of the armored element provides it with maximum shock resistance due to the uniform distribution of stresses in the body of the armored element. When a bullet contacts an armor element, the bullet ricochets regardless of the point and angle of its contact with the spherical part of the armor element.

Пропонований бронеелемент підвищує стійкість броні і не накладає жорстких обмежень щодо кута нахилу панелі, виготовленої з використанням таких бронеелементів, при встановленні її на борт ББМ.The proposed armor element increases the stability of the armor and does not impose strict restrictions on the angle of inclination of the panel, made using such armor elements, when it is installed on board the BBM.

Слід розуміти, що описані вище приклади та варіанти втілення є лише ілюстративними і спеціалістам у даній галузі пропонуються різні модифікації та зміни, які охоплюються сутністю цієї заявки та обсягом формули корисної моделі.It should be understood that the examples and embodiments described above are illustrative only and various modifications and changes are suggested to those skilled in the art that are within the scope of this application and the scope of the utility model formulation.

Слід розуміти, що наведена вище інформація ніяким чином не обмежує обсяг прав за заявкою.It should be understood that the above information in no way limits the scope of the rights under the application.

Claims (1)

ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Керамічний бронеелемент, призначений для дискретної керамо-полімерної композитної броні, що виконаний шестикутної форми, який відрізняється тим, що виконаний як шестигранна призма з плоскими, опуклими та/або ввігнутими торцями, де кожна бокова грань елемента містить трапецієподібний виступ, що є єдиним цілим з бронееєлементом, при цьому трапецієподібний виступ розташований з краю бокової грані в зоні потрійного стику трьох керамічних бронеелементів, при цьому висота трапецієподібного виступу ї: 10 довжина трапецієподібного виступу |: ЩЕ а р - це розмір вражаючого елемента - калібр кулі. нена ей Б зняття че х / ї« а оо ее НИ ї ї що ней З і і і в: і ! з Я ЩЕ дженняUTILITY MODEL FORMULA A ceramic armor element designed for discrete ceramic-polymer composite armor that is hexagonal in shape, characterized by being a hexagonal prism with flat, convex and/or concave ends, where each side face of the element contains a trapezoidal protrusion that is integral with the armor element, while the trapezoidal protrusion is located from the edge of the side face in the zone of the triple junction of three ceramic armor elements, while the height of the trapezoidal protrusion y: 10 the length of the trapezoidal protrusion |: MORE a r is the size of the striking element - the caliber of the bullet. nena ey B withdrawal of che x / і« a oo ee NI і і what ney Z i i i v: i ! with I'm still a jinn Фіг. 1 КШ ж ЖІ їй У я Я І Я З "ттшшиня щи ; і .Fig. 1 KSH same JI to her U I I I I Z "ttshshinya shchi ; and . г р. сени ЦК З Ж г Ше ди ї КУ : З ШЕ і ЩЕ З ШЕУ ЕЯ (З У З З ЗЕ і Х Х х Я Е В її ЩЕ З Х ї Я з КУ с. і її у а Шк Йr. seni CC Z Ж g She dy y KU: Z SHE and SCHE Z SHEU EYA (Z U Z Z ZE and Х Х x Я E І ІШ ШЭ З Х і І with KU p. and her у a Shk Y Фіг. 2Fig. 2
UAU201912339U 2019-12-28 2019-12-28 CERAMIC ARMOR ELEMENT DESIGNED FOR DISCRETE CERAMIC-POLYMER COMPOSITE ARMOR UA141921U (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UAU201912339U UA141921U (en) 2019-12-28 2019-12-28 CERAMIC ARMOR ELEMENT DESIGNED FOR DISCRETE CERAMIC-POLYMER COMPOSITE ARMOR

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UAU201912339U UA141921U (en) 2019-12-28 2019-12-28 CERAMIC ARMOR ELEMENT DESIGNED FOR DISCRETE CERAMIC-POLYMER COMPOSITE ARMOR

Publications (1)

Publication Number Publication Date
UA141921U true UA141921U (en) 2020-04-27

Family

ID=71115085

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
UAU201912339U UA141921U (en) 2019-12-28 2019-12-28 CERAMIC ARMOR ELEMENT DESIGNED FOR DISCRETE CERAMIC-POLYMER COMPOSITE ARMOR

Country Status (1)

Country Link
UA (1) UA141921U (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8402876B2 (en) Ballistic lightweight ceramic armor with cross-pellets
KR20090127285A (en) Armor system and method for defeating high energy projectiles that include metal jets
US8281700B2 (en) Composite armor plate and ceramic bodies for use therein
US8468926B2 (en) Ballistic armor system
ITMI962183A1 (en) ARMOURING
RU168685U9 (en) COMPOSITION ARMOR BARRIER
US20090145289A1 (en) Composite armor plate and method for using the same
JP2013535639A (en) Transparent armor with improved resistance to multiple shots by using thin cover glass
US8770085B2 (en) Apparatus, methods and system for improved lightweight armor protection
AU2012265273B2 (en) Ballistic protection means
UA141921U (en) CERAMIC ARMOR ELEMENT DESIGNED FOR DISCRETE CERAMIC-POLYMER COMPOSITE ARMOR
US8601930B2 (en) Armour
RU2761959C1 (en) Armored panel
RU184168U1 (en) COMPOSITION ARMOR BARRIER
US20150219424A1 (en) Armor system
RU2810095C1 (en) Armour protection
RU2476809C1 (en) Volume-combined armour
RU2517547C1 (en) Volume-combined armour
RU128306U1 (en) COMPOSITION ARMOR BARRIER
WO2012083395A1 (en) Ceramic-material composition, sintered ceramic material, convex-concave ceramic plates, processes for producing same, use thereof for preparing impact-resistant components, impact-resistant articles and use thereof in armour for ballistic protection
RU2315257C1 (en) Armored component
RU2331038C1 (en) Armoured element for guard vest (versions)
RU2542813C1 (en) Volumetric combination armour
UA142578U (en) ANTI-BREAK PROTECTIVE COATING OF CERAMOPOLYMER COMPOSITE ARMOR
US20210239432A1 (en) Composite grid/slat-armor