UA141921U - CERAMIC ARMOR ELEMENT DESIGNED FOR DISCRETE CERAMIC-POLYMER COMPOSITE ARMOR - Google Patents
CERAMIC ARMOR ELEMENT DESIGNED FOR DISCRETE CERAMIC-POLYMER COMPOSITE ARMOR Download PDFInfo
- 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
Links
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 title claims abstract description 29
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 8
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 title claims abstract description 8
- 235000015854 Heliotropium curassavicum Nutrition 0.000 claims 1
- 244000301682 Heliotropium curassavicum Species 0.000 claims 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 229910052580 B4C Inorganic materials 0.000 description 1
- INAHAJYZKVIDIZ-UHFFFAOYSA-N boron carbide Chemical compound B12B3B4C32B41 INAHAJYZKVIDIZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 230000003116 impacting effect Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
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)
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) |
-
2019
- 2019-12-28 UA UAU201912339U patent/UA141921U/en unknown
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 |