КОРПУС ДЛЯ БАЛЛИСТИЧЕСКОЙ ЗАЩИТЫ ЛЮДЕЙ И/ИЛИ ОБЪЕКТОВ Российский патент 1997 года по МПК F41H5/13 

Изобретение относится к корпусу для баллистической защиты людей и/или объектов.

Известен корпус, состоящий из плит и профильных шин, причем профильные шины имеют ступенчато расположенные заплечики для размещения плит.

Соединение плит с профильными шинами осуществляется сваркой или подробно не описанными разъемными элементами. Такие корпуса служат для защиты от снарядов при прямом обстреле или для защиты от осколков и ударных волн при взрывах, образующихся, например, при взрыве бомб [1]
Они пригодны для оборудования танков, инкассаторских машин, судов, а также контейнеров. Недостаток известных корпусов заключается в том, что при описанной нагрузке плиты вырываются из их крепления таким образом, что плиты и профильные шины разрушаются осколками или ударными волнами вокруг зоны попадания в объекты.

После сильного разрушения приходится, следовательно, регулярно обновлять большие участки.

Известен также корпус для грузовых автомобилей, у которого плиты вставляют в пазы профилей. Плиты соединяют затем с профилями посредством заклепок [2]
При использовании подобной конструкции для баллистической защиты после попадания снаряда сгибаются не только плиты, но и профили, так что также необходимо обновлять большие участки, а зачастую даже весь корпус.

Для экономичного использования в качестве корпуса с целью баллистической защиты эти корпуса для грузовых автомобилей также не пригодны.

Известно использование клиньев в качестве соединительных элементов у вставленных в пазы профилей плит [3]
Однако и здесь исходя из целей применения (грузовые автомобили, лодки или судовые контейнеры) значение имеет лишь простота конструкции.

Эта конструкция также не пригодна для баллистической защиты, поскольку при баллистическом воздействии необходимо заменять большие участки, включая используемые профили.

При воздействии снарядов, осколков или ударных волн на корпус, как правило, по меньшей мере одна плита нагружается таким образом, что деформируется.

Наиболее близким техническим решением к предложенному является корпус для баллистической защиты людей и/или объектов, содержащий стенки, состоящие из плит, связанных между собой профильными шинами, имеющими по меньшей мере один паз под кромку плиты и под крепежные клинья, расположенные с возможностью взаимодействия с одной из стенок паза и с кромкой плиты [4]
Недостатком известного решения является то, что после попадания снаряда необходимо обновлять большие участки, а иногда и весь корпус, что связано с большими затратами.

Техническим результатом изобретения является создание такого корпуса для баллистической защиты людей и/или объектов, который даже после воздействия снарядов, осколков или ударных волн может быть восстановлен с соответственно небольшими затратами, предпочтительно лишь путем замены плит.

Это достигается благодаря тому, что кромки каждой плиты размещены в пазах шин с возможностью сжатия посредством крепежных клиньев, каждый паз со стороны наружной поверхности корпуса имеет гладкую стенку, а со стороны внутренней поверхности корпуса волнообразную или пилообразную профилированную стенку, при этом каждый клин, по меньшей мере, со стороны ответной стенки паза выполнен с соответствующей профилированной поверхностью.

При использовании корпуса согласно изобретению плита при подобных воздействиях надежно фиксирована в обжиме профильных шин.

Лишь при экстремальной нагрузке плита частично вырывается из обжима профильных шин, причем предварительное сжатие зоны кромок плиты создает достаточное сопротивление, препятствующее полному выделению плиты из ее обжима.

Таким образом, обеспечена эффективная защита для находящихся в корпусе людей и/или объектов. После воздействия снарядов, осколков или ударных волн деформированные плиты можно удалить, правда с их разрушением, однако с сохранением профильных шин. Новые плиты можно вставить без больших затрат в сохранившиеся профильные шины.

На основе применяемой согласно изобретению техники соединения можно использовать в качестве плит составные плиты. Составные плиты представляют собой составленные из нескольких слоев плиты, сопротивление которых к удару в результате обстрела, воздействия осколков или ударной волны известно. Возможно использование плит из волокнистого композита.

Для изготовления плит из волокнистого композита пригодны волокна из арамида, углерода, стекла и/или полиэтилена, укладываемые в сжимаемую матрицу.

В качестве матрицы пригодны, например, термопласты, причем особенно оптимальным является поликарбонат, или реактопласты, из которых также хорошие результаты дает фенольная смола в частности с примесью поливинилбутирола (5-60).

В качестве матрицы для плит корпуса согласно изобретению могут применяться также определенные эластомеры, например специальные каучуки.

Для механической фиксации зон кромок плит клинья выполнены профилированными, причем профилирование клиньев соответствует профилированию стенки паза в направлении внутренней стороны корпуса.

Клинья могут быть профилированы с обеих сторон волнообразно или пилообразно.

Целесообразно использовать клинья с углом 5-15^o
Пазы профильной шины могут иметь по меньшей мере один V-образный, либо U-образный профиль. Профильная шина может также иметь по меньшей мере L-образный паз, с короткой полкой которого соединена опора, причем опора образует вместе с L-образным пазом желоб, охватывающий сжимаемую часть плиты.

Профильные шины и/или клинья и/или опора могут быть изготовлены из твердого, стойкого к сжатию и ползучести материала.

Для профильных шин, клиньев и опор наилучшим образом зарекомендовали себя сталь, керамика и керамика с металлическим покрытием.

Использование опоры, изготовленной, как правило, из стали, керамики или керамики с металлическим покрытием, и плит из композиционного материала оказывает благоприятное влияние на известные хорошие баллистические свойства составных плит.

Сжимаемость плит по меньшей мере в зоне кромки может составлять 0,5-5
На фиг. 1-6 схематично в сечении изображены различные варианты соединения при изготовлении корпуса согласно изобретению.

На фиг. 1, 3 и 5 варианты изображены перед изготовлением соединения, а на фиг. 2, 4 и 6 изображено готовое соединение плиты с профильной шиной.

На фиг. 1 и 2 показаны плиты 1, связанные между собой профильными шинами 2, причем каждая профильная шина 2a и 2b имеет пазы 5, при этом каждый паз со стороны наружной поверхности корпуса имеет гладкую стенку, а со стороны внутренней поверхности корпуса волнообразную профилированную стенку 5a. Профильная шина 2b имеет дополнительно паз, который со стороны внутренней поверхности корпуса имеет пилообразную профилированную стенку.

Клинья с соответствующей профилированной поверхностью клин 3 с волнообразным односторонним профилированием, клин 4 с пилообразным односторонним профилированием изображены раздельно на фиг. 1 и для получения соединения (см. фиг. 2) их забирают в направлении, указанном стрелками A, B, C в полость между стенкой паза и плоскостью кромки плиты. При этом зона кромки плиты сжимается.

В тех случаях, когда изображенный на фиг. 1, 2 вариант соединения не обеспечивает достаточно высокой прочности соединения, может найти применение клин с двухсторонним профилированием, изображенный на фиг. 3, 4.

При этом клин 6, забиваемый в направлении, указанном стрелкой D, имеет двухстороннее волнообразное профилирование, а клин 7, забиваемый в направлении стрелки E двухстороннее пилообразное профилирование.

На фиг. 5, 6 профильные шины 2 имеют паз, короткая полка которого соединена с опорой 8 посредством сварного шва 9. Сжатие зон кромок плиты происходит, как и в предыдущих случаях, посредством клиньев.

Для лучшей отделяемости клиньев из сцепления образующие пазы полки профильных шин 2 могут быть выполнены на отдельных отрезках с вырезами, так что при забивании клиньев дальше вдоль профильных шин до выреза их можно удалить из него. Таким образом можно разъединить плиту и профильную шину. При использовании плит из волокнистого композита достаточно, как правило, разрушить плиты для замены механически и оставшиеся зоны кромок плиты выбить кусками, после чего можно удалить клинья.

Сущность: корпус для баллистической защиты людей и/или объектов содержит стенки из плит, которые соединены друг с другом посредством профильных шин, а плиты, по меньшей мере, в зоне, предназначенной для размещения в профильных шинах, выполнены с возможностью сжатия. Профильные шины имеют по меньшей мере один охватывающий, соответственно, одну кромку плиты паз, в который кромка плиты вставляется со сжатием зоны кромок. Сжатие кромок плиты осуществляется при помощи клиньев, вставленных между стенкой паза профильной шины и поверхностью плиты в зоне кромок. Предпочтительно плиты выполнять составными из волокнистого композита. 11 з. п. ф-лы, 6 ил.

1. Корпус для баллистической защиты людей и/или объектов, содержащий стенки, состоящие из плит, связанных между собой профильными шинами, имеющими по меньшей мере один паз под кромку плиты и под крепежные клинья, расположенные с возможностью взаимодействия с одной из стенок паза и с кромкой плиты, отличающийся тем, что кромки каждой плиты размещены в пазах шин с возможностью сжатия посредством крепежных клиньев, каждый паз со стороны наружной поверхности корпуса имеет гладкую стенку, а со стороны внутренней поверхности корпуса волнообразную или пилообразно профилированную стенку, при этом каждый клин по меньшей мере со стороны ответной стенки паза выполнен с соответствующей профилированной поверхностью. 2. Корпус по п.1, отличающийся тем, что плиты изготовлены из волокнистого композита. 3. Корпус по п.1 или 2, отличающийся тем, что клинья профилированы с обеих сторон волнообразно или пилообразно. 4. Корпус по любому из пп.1 3, отличающийся тем, что клинья имеют угол 5 15^o. 5. Корпус по пп.1 4, отличающийся тем, что профильная шина имеет по меньшей мере один U-образный паз. 6. Корпус по пп.1 4, отличающийся тем, что профильная шина имеет по меньшей мере один V-образный паз. 7. Корпус по пп.1 4, отличающийся тем, что профильная шина имеет по меньшей мере один L-образный паз, с короткой полкой которого соединена опора, причем опора образует вместе с L-образным пазом желоб, охватывающий сжимаемую часть плиты. 8. Корпус по пп. 1 7, отличающийся тем, что профильные шины, и/или клинья, и/или опора изготовлены из твердого, стойкого к сжатию и ползучести материала. 9. Корпус по пп. 1 8, отличающийся тем, что профильные шины, и/или клинья, и/или опора изготовлены по меньшей мере преимущественно из стали. 10. Корпус по пп. 1 8, отличающийся тем, что профильные шины, и/или клинья, и/или опора изготовлены по меньшей мере преимущественно из керамики с металлическим покрытием. 11. Корпус по пп.1 8, отличающийся тем, что клинья изготовлены по меньшей мере преимущественно из керамики. 12. Корпус по пп.1 11, отличающийся тем, что сжимаемость плит по меньшей мере в зоне кромки составляет 0,5 5,0%