БРОНЕВАЯ ЗАЩИТА Российский патент 2005 года по МПК F41H5/00 

Изобретение относится к машиностроению, в частности, к изготовлению непробиваемых кумулятивной струей современных подвижных и стационарных средств специального назначения.

Известен многослойный пулезащитный материал заявка Франции №2573193, F 41 H 5/04, В 32 В 27/14, 7/02, опубл. 16.05.1986 г.), имеющий подложку из материала, плотность которого значительно меньше плотности железа. Подложка покрыта отдельными твердыми элементами, расположенными в один или несколько слоев. Твердые элементы со всех сторон залиты слоем синтетической смолы, которая прочно сцепляется с подложкой. Недостаток технического решения состоит в низкой живучести защиты из-за невысокой прочности синтетической смолы, связанной с возможным отслаиванием твердых элементов на площади, значительно большей площади контакта пули с защитой.

Известна пассивная броневая защита против боеприпасов со стальным сердечником (заявка ФРГ №3716055, F 41 H 5/04, опубл. 01.12.1988 г.), предназначенная для защиты от подкалиберных оперенных снарядов. Броневая защита содержит треугольные пластины из керамики, заделанные донной и боковой частями в упругий слой. Пластины имеют средства для геометрического замыкания в виде цапф и пазов. Недостаток технического решения состоит в невысокой живучести броневой защиты, так как при воздействии снарядов сильно повреждаются пластины, находящиеся по соседству с местом удара. Последующее воздействие снаряда в эти зоны может привести к пробитию броневой защиты.

За прототип выбрана броня для защиты от бронебойного снаряда (заявка Франции №2703444, F 41 H 5/013, 5/04, опубл. 23.03.1994 г.). Она выполнена следующим образом.

Конструкция состоит из матрицы и твердых включений в ней. Материал матрицы выбран вязким, а включения представляют собой пластины из твердого материала. Включения расположены в матрице рядами, причем тыльная поверхность пластин предыдущих рядов соприкасается с лицевой поверхностью последующих. Боковые поверхности пластин всех рядов контактируют с материалом матрицы. Кроме того, с материалом матрицы контактируют и тыльные поверхности пластин последнего (нижнего) ряда. Лицевая поверхность первого слоя пластин является открытой, т.е. она не контактирует ни с материалом матрицы, ни с поверхностями других пластин.

Такое решение имеет недостатки, заключающиеся в снижении его стойкости к воздействию кумулятивной струи из-за наличия уязвимых мест в виде отсутствия перекрытия стыков и снижения защитных свойств из-за отсутствия контакта пластин с вязким материалом матрицы со всех сторон, так как при этом не обеспечивается их всестороннего сжатия и присутствуют краевые эффекты.

Технической задачей заявляемой броневой защиты является создание конструкции, надежно защищающей объект от воздействия кумулятивных струй современных средств поражения.

Технический результат выражается в повышении стойкости к воздействию кумулятивной струи за счет исключения сквозных стыков между отдельными пластинами, обеспечения условий всестороннего сжатия твердых включений и в исключении краевых эффектов в них.

Технический результат достигается за счет того, что в известной броневой защите, содержащей матрицу из вязкого материала и включения в виде отдельных пластин из твердого материала, расположенных в несколько слоев, пластины из твердого материала каждого слоя установлены с перекрытием стыков таким образом, что каждая пластина со всех сторон контактирует с материалом матрицы. Толщина материала матрицы между отдельными слоями пластин и между отдельными пластинами каждого ряда составляет от 0,8 до 3,0 толщин пластин из твердого материала.

Известно, что твердые включения имеют высокую прочность при сжатии. Наилучшим образом эта прочность реализуется в том случае, когда твердые включения со всех сторон соприкасаются с вязким материалом - матрицей, которая затормаживает развитие трещин во включениях при ударе. Поэтому в предлагаемом техническом решении твердые включения установлены в матрицу таким образом, чтобы был контакт с материалом матрицы. Для эффективного торможения трещин в твердых включениях толщина материала матрицы между отдельными включениями в рядах и между слоями должна составлять от 0,8 до 3 толщин материала матрицы, окружающего включение. Чтобы исключить незащищенные зоны между отдельными включениями в каждом ряду, пластины последующих рядов расположены в местах стыков твердых включений предыдущих рядов. С учетом этих признаков достигаются наилучшие защитные свойства брони. Если толщина материала матрицы меньше величины 0,8 от толщины включений, то в процессе воздействия кумулятивной струи на отдельные включения происходит их преждевременное разрушение из-за недостаточной прочности матрицы, неспособной удержать в сжатом состоянии материал включений. Защитные свойства брони снижаются. И, наоборот, если толщина материала матрицы больше 3 толщин включений, то сильно увеличивается масса и габариты броневой защиты, хотя в этом случае прочность матрицы достаточна для создания условий всестороннего сжатия включений. Толщина матрицы между включениями от 0,8 до 3 толщин включений является оптимальной с точки зрения обеспечения максимальной стойкости броневой защиты к воздействию кумулятивной струи и минимально возможных массогабаритных затрат на нее.

Таким образом, заявляемое техническое решение обеспечивает надежную защиту объекта от воздействия кумулятивной струи.

На фиг.1 показан общий вид броневой защиты, на фиг.2 и 3 - картина взаимодействия кумулятивной струи с броневой защитой, где:

1 - матрица из вязкого материала;

2 - включения в виде отдельных пластин из твердого материала;

3 - кумулятивная струя;

h₁ - толщина включений 2;

h₂ - толщина материала матрицы 1 между соседними включениями;

h₃ - толщина материала матрицы 1 между отдельными слоями включений 2;

h₂=(0,8...3,0)h₁, h₃=(0,8...3,0)h₁.

Броневая защита содержит матрицу 1 из вязкого материала и включения 2 в виде отдельных пластин из твердого материала. Включения 2 расположены в несколько слоев и установлены с перекрытием стыков, при этом каждое включение 2 в виде пластин со всех сторон контактирует с материалом матрицы 1. Толщина материала матрицы между соседними включениями и отдельными слоями включений 2 (пластин) составляет от 0,8 до 3,0 толщин включений 2.

Устройство работает следующим образом.

Кумулятивная струя, воздействуя на броневую защиту в любом месте, встречает на своем пути включения из твердого материала. При погружении твердых включений в вязкую матрицу заявляемым образом создаются условия для всестороннего сжатия включений со стороны материалы матрицы. Это приводит к тому, что кумулятивная струя встречает максимально возможное сопротивление, приводящее к ее торможению, растеканию в боковом направлении и вытеснению материала струи в направлении, противоположном ее движению. Вытесняемый материал воздействует на кумулятивную струю, фрагментирует ее. При этом струя теряет свои проникающие (пробивные) свойства. Окончательно разрушение (фрагментация) и полная потеря энергии кумулятивной струи происходит при взаимодействии с последующими слоями твердых включений. Количество слоев из твердых включений выбирается в зависимости от типа средств поражения.

В качестве примера конкретного выполнения броневой защиты предложено следующее исполнение:

Матрица 1 выполнена из стали 25Л, твердые включения 2 - из карбида бора, полученные методом горячего гидростатического прессования. Размеры керамических включений:

- ширина - 80 мм;

- длина - 100 мм;

- толщина- 12 мм.

Толщина матрицы 1 между соседними включениями 2 составляет 12 мм, а между отдельными рядами включений - 15 мм. Количество рядов - 4.

Заявляемая конструкция позволяет решить поставленную задачу по созданию бронезащиты надежно защищать объект от воздействия кумулятивной струи современных средств поражения и получить технический результат в виде повышения защитных свойств броневой от кумулятивной струи при сохранении массы и габаритов (или даже при их уменьшении).

Проведенные испытания на моделях подтвердили заявляемый технический результат.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к созданию подвижных и стационарных средств защиты от кумулятивной струи. Заявлено устройство броневой защиты, которое содержит матрицу из вязкого материала и включения из твердого материала. Включения выполнены в виде отдельных пластин, расположенных в несколько слоев с перекрытием стыков. Каждая пластина контактирует с материалом матрицы. Толщина материала матрицы между отдельными слоями пластин и между отдельными пластинами из твердого материала составляет от 0,8 до 3,0 толщин пластин. Техническим результатом изобретения является повышение стойкости к воздействию кумулятивной струи за счет исключения сквозных стыков между отдельными пластинами, обеспечения условий всестороннего сжатия твердых включений и исключения краевых эффектов в них. 3 ил.

Броневая защита, содержащая матрицу из вязкого материала и включения в виде отдельных пластин из твердого материала, расположенных в несколько слоев, отличающаяся тем, что пластины из твердого материала каждого слоя установлены с перекрытием стыков следующего слоя и при этом каждая пластина со всех сторон контактирует с материалом матрицы, а толщина материала матрицы между отдельными слоями пластин и между отдельными пластинами из твердого материала составляет от 0,8 до 3,0 толщин пластин.