Многослойная бронезащита (варианты)

Техническое решение относится к области броневой защиты, в частности может использоваться в качестве бронепанелей для защиты транспортных средств и стационарных объектов. Технический результат заключается в возможности упрощения технологи изготовления броневой защиты и в снижении ее веса без ухудшения броневых свойств. Согласно данному техническому решению бронезащита выполнена многослойной. При этом она включает в себя последовательно размещенные в направлении поражающего воздействия слой из высокопрочной броневой стали, слой из отдельных керамических элементов, соединенных высокоэластичным связующим, и слой-подложку из стали пластичной марки, либо из алюминиевого сплава. Между слоем из броневой стали и слоем с керамическими элементами может быть образован зазор, при необходимости заполняемый термостойким материалом. Для большей надежности после слоя-подложки возможно дополнительное размещение нескольких слоев арамидной ткани, либо, по меньшей мере, одного экрана из высокомодульного полиэтилена. 2 н.з.п. ф-лы. 13 з.п. ф-лы, 2 ил.

Техническое решение относится к области броневой защиты, в частности может использоваться в качестве бронепанелей для защиты транспортных средств и стационарных объектов.

Из существующего уровня техники известно о возможности изготовления бронезащиты из высокопрочной броневой стали.

Недостатком подобного метода бронирования является большой удельный вес бронезащиты, что создает трудности при ее монтаже на стационарных объектах и не приемлемо для мобильных средств.

Известно устройство для защиты стационарных и транспортных средств (см. патент РФ №2196952, МПК F41H5/04, опубл. 20.01.2003), включающее шторы из стальных сеток и броневую часть. Указанная броневая часть выполнена в виде прилегающих друг к другу слоев. Наружный слой изготовлен из высокопрочной стали с высокой твердостью. Второй слой выполнен из высокотвердой пористой керамики, поры которой наполнены химически активным веществом с окислительными свойствами, обеспечивающим гашение пламени при использовании кумулятивных или зажигательных боеприпасов. А третий слой выполнен из пластичного материала для нейтрализации осколков керамики и боеприпаса. Выполнение промежуточного слоя из керамики, по сравнению с монолитной бронезащитой из высокопрочной стали, дает существенный выигрыш по массовому показателю, что особенно важно для мобильных транспортных средств.

Однако применение в качестве среднего слоя монолитного элемента из пористой керамики и заполнение ее химически активным веществом приводит к излишнему усложнению технологии изготовления подобной броневой защиты.

Технический результат, на достижение которого направлено данное техническое решение, заключается в возможности упрощения технологии изготовления броневой защиты и в снижении ее веса без ухудшения броневых свойств.

Согласно заявленному техническому решению многослойная бронезащита включает в себя последовательно размещенные в направлении поражающего воздействия слой из высокопрочной броневой стали, слой, основной составляющей которого является керамика, и слой-подложку.

Слой из высокопрочной броневой стали выполняется толщиной 2...8 мм. При этом выбирается сталь, которая имеет твердость не менее

363 НВ, что соответствует диаметру отпечатка не более 3,2 мм (испытание стальным шариком диаметром 10 мм при нагрузке 3000 кгс и выдержке при нагрузке 10 сек) или не менее 39 HRc (испытание алмазным конусом при нагрузке 150 кг, шкала С).

Слой, основной составляющей которого является керамика, выполняют толщиной не менее 10 мм из отдельных керамических элементов, соединенных высокоэластичным связующим, которое преимущественно представляет собой полиуретан или резину. Керамические элементы имеют, например, цилиндрическую или сферическую форму, и изготовляются посредством спекания, например, оксида алюминия, карбида бора, карбида кремния, нитрида кремния или иных неорганических соединений.

При этом между первым слоем из высокопрочной стали и слоем, включающим в себя керамические элементы, может быть образован зазор, имеющий величину не более 50 мм, но не менее калибра боеприпаса, для противодействия которому предполагается применение данной бронезащиты. Указанный зазор при изготовлении бронезащиты в случае предполагаемого применения кумулятивных или зажигательных боеприпасов может быть заполнен термостойким материалом с температурой деструкции не менее 1000°С, который имеет волокнистую или вспененную структуру.

Слой-подложка изготавливается из материала, пластичность которого выше, чем у первого слоя. Это также может быть сталь, при этом слой-подложка имеет толщину 2...10 мм. К лучшим результатам приводит изготовление слоя-подложки из алюминиевого сплава с толщиной 4...20 мм.

Для более надежного улавливания осколков бронезащиты и боеприпаса после слоя-подложки может возникнуть необходимость дополнительного закрепления нескольких слоев (преимущественно от 4 до 30 слоев) арамидной ткани на основе волокон типа Тварон, Кевлар, Русар, Тексар или им подобного материала. Для той же цели после слоя-подложки может быть дополнительно закреплен, по меньшей мере, один экран из высокомодульного полиэтилена.

Предложенное техническое решение поясняется графическими материалами, на которых изображено:

на фиг.1 - многослойная бронезащита, выполненная без зазоров между слоями;

на фиг.2 - многослойная бронезащита с зазором между первым слоем из высокопрочной стали и слоем с керамическими элементами.

Для обеспечения эффективной бронезащиты перед защищаемым объектом в направлении поражающего воздействия боеприпаса 1 последовательно устанавливаются слой 2 из высокопрочной броневой стали, слой 3, включающий в себя отдельные керамические элементы 4, связанные высокоэластичным связующим 5, и слой-подложку 6 из пластичного материала.

Слой 2 из броневой стали оказывает первичное разрушающее воздействие на боеприпас 1, в случае применения пули - снятие ее рубашки, и обеспечивает искажение его траектории.

Между слоем 2 из броневой стали и слоем 3 с керамическими элементами 4 может быть образован зазор 7, обеспечивающий возможность изменения угла атаки боеприпаса 1 после искажения его траектории первым слоем 2. Величина зазора 7 выполняется не менее калибра боеприпаса, для противодействия которому предполагается применение данной бронезащиты. Наличие зазора 7, а также его максимальная величина обуславливаются конструктивными соображениями, при этом зазор 7 обычно составляет не более 50 мм. Кроме того, указанный зазор 7 в случае предполагаемого применения кумулятивных или зажигательных боеприпасов может быть заполнен термостойким материалом с температурой деструкции не менее 1000°С. Для облегчения конструкции применяют термостойкие материалы, имеющие волокнистую или вспененную структуру.

Основой слоя 3 являются керамические элементы 4, обладающие высокой твердостью, которые обеспечивают окончательное разрушение боеприпаса 1, в случае применения пули дробиться ее сердечник. Выполнение слоя 3 немонолитным, а в виде отдельных керамических элементов 4, например, в цилиндрической или сферической форме, обеспечивает разворот осколков боеприпаса и рассеивание его энергии внутри слоя 3. Для удобства монтажа и фиксации керамических элементов 4 относительно друг друга они заливаются полиуретаном, резиной или любым другим высокоэластичным веществом, выполняющим роль связующего 5.

Слой-подложка 6 может быть изготавлен из пластичных марок стали, либо из алюминиевого сплава, например, АМг2, АМг3, АМг5, ММг6, АМц1, АМц32, D16 и т.п. Слой-подложка 6 обеспечивает поддержку керамических элементов 4 слоя 3 гибкого за счет высокоэластичного связующего. При этом его основным назначением является улавливание осколков боеприпаса и частиц, отколотых боеприпасом от других слоев.

Для более надежного улавливания осколков бронезащиты и боеприпаса, а также возможных сколов с тыльной поверхности слоя-подложки после нее можно дополнительного закрепить нескольких слоев синтетической высокомодульной арамидной ткани, например, ткани типа Тварон, Кевлар, Русар или Тексар. Для той же цели вместо арамидной ткани могут быть применены экраны из высокомодульного полиэтилена.

1. Многослойная бронезащита, включающая в себя последовательно размещенные в направлении поражающего воздействия слой из высокопрочной стали, слой, основной составляющей которого является керамика, и слой-подложку, пластичность которого выше, чем у первого слоя, отличающаяся тем, что слой, основной составляющей которого является керамика, выполнен из отдельных керамических элементов, соединенных высокоэластичным связующим.

2. Многослойная бронезащита по п.1, отличающаяся тем, что слой из высокопрочной стали имеет толщину 2...8 мм и твердость не менее 363 HB, что соответствует диаметру отпечатка не более 3,2 мм (испытание стальным шариком диаметром 10 мм при нагрузке 3000 кгс и выдержке при нагрузке 10 с) или не менее 39 HRc (испытание алмазным конусом при нагрузке 150 кг, шкала С).

3. Многослойная бронезащита по п.1, отличающаяся тем, что слой с керамическими элементами имеет толщину не менее 10 мм.

4. Многослойная бронезащита по п.1 или 3, отличающаяся тем, что керамические элементы имеют цилиндрическую или сферическую форму.

5. Многослойная бронезащита по п.1 или 3, отличающаяся тем, что керамические элементы получены спеканием, например, оксида алюминия, карбида бора, карбида кремния, нитрида кремния или иных неорганических соединений.

6. Многослойная бронезащита по п.1 или 3, отличающаяся тем, что высокоэластичное связующее, соединяющее отдельные керамические элементы, преимущественно представляет собой полиуретан или резину.

7. Многослойная бронезащита по п.1, отличающаяся тем, что слой-подложка изготовлен из стали и имеет толщину 2...10 мм.

8. Многослойная бронезащита по п.1, отличающаяся тем, что слой-подложка изготовлен из алюминиевого сплава и имеет толщину 4...20 мм.

9. Многослойная бронезащита по п.1, отличающаяся тем, что после слоя-подложки дополнительно закреплено от 4 до 30 слоев арамидной ткани на основе волокон типа Тварон, Кевлар, Русар, Тексар или им подобного материала.

10. Многослойная бронезащита по п.1, отличающаяся тем, что после слоя-подложки дополнительно закреплен, по меньшей мере, один экран из высокомодульного полиэтилена.

11. Многослойная бронезащита, включающая в себя последовательно размещенные в направлении поражающего воздействия слой из высокопрочной стали, слой, основной составляющей которого является керамика, и слой-подложку, пластичность которого выше, чем у первого слоя, отличающаяся тем, что слой, основной составляющей которого является керамика, выполнен из отдельных керамических элементов, соединенных высокоэластичным связующим, при этом между первым слоем из высокопрочной стали и слоем, включающим в себя керамические элементы, образован зазор.

12. Многослойная бронезащита по п.11, отличающаяся тем, что слой из высокопрочной стали имеет толщину 2...8 мм и твердость не менее 363 НВ, что соответствует диаметру отпечатка не более 3,2 мм (испытание стальным шариком диаметром 10 мм при нагрузке 3000 кгс и выдержке при нагрузке 10 с) или не менее 39 HRc (испытание алмазным конусом при нагрузке 150 кг, шкала С).

13. Многослойная бронезащита по п.11, отличающаяся тем, что зазор между первым стальным слоем и слоем с керамическими элементами имеет величину не более 50 мм.

14. Многослойная бронезащита по п.11 или 13, отличающаяся тем, что зазор между первым стальным слоем и слоем с керамическими элементами имеет величину не менее калибра боеприпаса, для противодействия которому предполагается применение данной бронезащиты.

15. Многослойная бронезащита по п.11, отличающаяся тем, что зазор между первым стальным слоем и слоем с керамическими элементами заполнен термостойким материалом.

16. Многослойная бронезащита по п.15, отличающаяся тем, что термостойкий материал имеет температуру деструкции не менее 1000°С.

17. Многослойная бронезащита по п.15 или 16, отличающаяся тем, что термостойкий материал выполнен волокнистым или вспененным.

18. Многослойная бронезащита по п.11, отличающаяся тем, что слой с керамическими элементами имеет толщину не менее 10 мм.

19. Многослойная бронезащита по п.11 или 18, отличающаяся тем, что керамические элементы имеют цилиндрическую или сферическую форму.

20. Многослойная бронезащита по п.11 или 18, отличающаяся тем, что керамические элементы получены спеканием, например, оксида алюминия, карбида бора, карбида кремния, нитрида кремния или иных неорганических соединений.

21. Многослойная бронезащита по п.11 или 18, отличающаяся тем, что высокоэластичное связующее, соединяющее отдельные керамические элементы, преимущественно представляет собой полиуретан или резину.

22. Многослойная бронезащита по п.11, отличающаяся тем, что слой-подложка изготовлен из стали и имеет толщину 2...10 мм.

23. Многослойная бронезащита по п.11, отличающаяся тем, что слой-подложка изготовлен из алюминиевого сплава и имеет толщину 4...20 мм.

24. Многослойная бронезащита по п.11 или 15, отличающаяся тем, что после слоя-подложки дополнительно закреплено от 4 до 30 слоев арамидной ткани на основе волокон типа Тварон, Кевлар, Русар, Тексар или им подобного материала.

25. Многослойная бронезащита по п.11 или 15, отличающаяся тем, что после слоя-подложки дополнительно закреплен, по меньшей мере, один экран из высокомодульного полиэтилена.