БРОНЕВАЯ ПРЕГРАДА Российский патент 2012 года по МПК F41H1/02 F41H5/04 

Изобретение относится к броневым конструкциям и предназначено для защиты объектов от поражения различными типами боеприпасов.

Известна конструкция броневой панели, содержащая одинаковые гофрированные слои, между которыми расположен сыпучий, термостойкий, малоплотный, твердый наполнитель, а сами слои в местах контакта выступов соединены с возможностью относительного смещения в плоскости контакта [Патент RU 2187061, кл. F41H 1/02, 5/04, 1999 г.].

Недостатком данной конструкции является то, что она обеспечивает необходимую эффективность защиты только от пуль стрелкового оружия и осколков, что не всегда бывает достаточно.

Наиболее близким техническим решением, которое может быть принято в качестве прототипа предлагаемого решения, является броневая преграда, содержащая чередующийся ряд гофров (гофрированный слой), выполненных в виде отклоняюще-дробящего экрана, образованного двурядным расположением цилиндрических или конических гофров. Каждый ряд гофров (гофрированный слой) жестко связан основаниями с броневой плитой, перфорированной отверстиями [Патент RU 2068978, кл. F41H 5/04, 1992 г.].

К недостаткам указанной броневой преграды можно отнести ее трудоемкость изготовления и нетехнологичность. Кроме того, зоны сварных швов заведомо являются ослабленными местами в защите.

Задачами, на решение которых направлено заявленное техническое решение, являются:

- обеспечение надежной защиты различных видов объектов от воздействия бронебойных поражающих элементов, от поражающего воздействия кумулятивного оружия, в том числе от воздействия «ударных ядер»;

- повышение эффективности рассеивания энергии удара поражающих элементов;

- создание технологичной конструкции преграды.

Технический результат достигается тем, что в броневой преграде, содержащей первый и последующие гофрированные слои, экранирующие элементы, согласно изобретению каждый последующий гофрированный слой повернут относительно первого на угол φ, определяемый из выражения

,

где z - порядковый номер гофрированного слоя,

причем при количестве гофрированных слоев больше двух слои с параллельным расположением гофров смещены в поперечном направлении относительно друг друга на величину а, определяемую из выражения

,

где R - наружный радиус гиба гофра;

р - шаг гофра,

при этом , а в пространстве, ограниченном поверхностью каждого гофра и соответствующей частью поверхности экранирующего элемента, содержится малопрочная сжимаемая среда, обладающая амортизирующими свойствами.

Кроме того, угол φ поворота каждого последующего гофрированного слоя относительно первого может находиться в пределах

,

где к - число гофрированных слоев.

Каждый гофрированный слой и каждый экранирующий элемент выполнены из высокопрочного малосжимаемого материала плотностью 1,5…18 г/см³, например, из броневой или легированной стали.

В качестве малопрочной сжимаемой среды, обладающей амортизирующими свойствами и сопротивляемостью к разрыву, применен материал плотностью 0,05…2,3 г/см³ (например, полиуретан).

На фиг.1 изображен общий вид броневой преграды; на фиг.2 изображено сечение А-А фиг.1; на фиг.3 изображен вариант конструктивного исполнения броневой преграды.

Броневая преграда состоит из гофрированных слоев 1. Каждый последующий слой установлен относительно первого с разворотом на угол φ, определяемый из выражения ,

где z - порядковый номер гофрированного слоя. При количестве гофрированных слоев более двух параллельные слои смещены в поперечном направлении относительно друг друга на величину a, при этом , где R - наружный радиус гиба гофра, р - шаг гофров, Смещение слоев 1 обусловлено необходимостью обеспечения взаимодействия поражающего элемента хотя бы с одним гофрированным слоем под углом встречи, отличным от 0° (не по нормали) независимо от угла подхода поражающего элемента к преграде.

Между гофрированными слоями расположены экранирующие элементы 2, выполненные в виде плоского стального листа (плиты). Такие же экранирующие элементы расположены сверху и снизу броневой преграды. Внутреннее пространство преграды заполнено малопрочной сжимаемой средой 3, обладающей амортизирующими свойствами и сопротивляемостью к разрыву, в качестве которой применен материал плотностью 0,05…2,3 г/см³ (например, полиуретан).

На фиг.2 литерой «b» обозначена толщина листа, из которого выполнен гофрированный слой 1 (1…10 мм), литерой «с» обозначена толщина листа (плиты), из которого выполнен экранирующий элемент 2 (1…150 мм), а литерой «α» обозначен угол между образующими гофра (30…120°).

Толщина листа гофрированного слоя обусловлена возможностью получения гофров при гибке, а расширенный диапазон толщин экранирующих элементов выбран исходя из случаев установки броневой преграды на «корпус» защищаемого объекта, выполненный из стальных листов (плит), где эти стальные листы (плиты) играют роль одного из экранирующих элементов.

Габаритные размеры преграды определяются конструкцией защищаемого объекта. В зависимости от задач, которые должна выполнять преграда, к ней можно добавлять гофрированные слои 1, экранирующие элементы 2 (фиг.3).

Броневая преграда работает следующим образом.

В исходном положении преграда установлена параллельно защищаемой поверхности или с наклоном к ней в зависимости от предъявляемых требований к защищенности объекта.

При встрече бронебойного поражающего элемента с преградой происходит его «нагружение» при внедрении в верхний экранирующий элемент. После его пробития поражающий элемент испытывает «мгновенную разгрузку», тем самым начинается процесс его разрушения (фрагментация). Далее происходят пробитие сжимаемой среды и косое соударение с гофрированным слоем. За счет образования первоначального угла рикошета при соприкосновении поражающего элемента с гофром достигается отклоняющий эффект. В поражающем элементе образуются максимальные касательные напряжения, за счет которых усиливается процесс его разрушения.

При пробитии последующего экранирующего слоя поражающий элемент снова «нагружается» и «мгновенно разгружается», еще больше разрушаясь. При этом на последующий гофрированный слой взаимодействует уже не сплошной поражающий элемент, а его фрагменты, разнесенные по площади и углу отклонения. Фрагменты обладают значительно меньшей энергией и не способны существенно повредить защищаемый объект.

Повышенную стойкость броневой преграды к воздействию кумулятивных средств поражения можно объяснить следующим. Конструкция преграды выполнена таким образом, что гофрированные слои с экранирующими элементами образуют ячейки. В них содержится малопрочная сжимаемая среда. При проникании кумулятивной струи в среде создается повышенное давление, если уровень давления достаточно высокий по сравнению с прочностью среды, то возможно схлопывание образующейся каверны - среда как бы восстанавливает свою сплошность и ее вновь нужно пробивать. Схлопывание каверны может быть несимметричным относительно кумулятивной струи. Тогда воздействие движущегося по направлению к струе материала отклоняет или повреждает ее, уменьшая тем самым ее проникающую способность. Ячейки содержат малопрочную сжимаемую среду, а эффект захлопывающейся каверны реализуется за счет отражения баллистической ударной волны от ограничивающих их малосжимаемых гофров и экранирующих элементов.

Изобретение относится к броневой преграде для защиты объектов от поражения различными типами боеприпасов. Броневая преграда содержит первый и последующие гофрированные слои, а также экранирующие элементы. Каждый последующий гофрированный слой повернут относительно первого на угол φ, определяемый из выражения φ=π/2(z-1), где z - порядковый номер гофрированного слоя. При количестве гофрированных слоев больше двух слои с параллельным расположением гофров смещены в поперечном направлении относительно друг друга на величину а, определяемую из выражения R≤а≤p-2R/2, где R - наружный радиус гиба гофра, р - шаг гофра, при этом а≠р/3. В пространстве, ограниченном поверхностью каждого гофра и соответствующей частью поверхности экранирующего элемента содержится малопрочная сжимаемая среда, обладающая амортизирующими свойствами. Достигается улучшение защиты объектов от воздействия бронебойных поражающих элементов, а также от воздействия кумулятивного оружия и «ударных ядер». 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Броневая преграда, содержащая первый и последующие гофрированные слои, экранирующие элементы, отличающаяся тем, что каждый последующий гофрированный слой повернут относительно первого на угол φ, определяемый из выражения

где z - порядковый номер гофрированного слоя,
причем при количестве гофрированных слоев больше двух слои с параллельным расположением гофров смещены в поперечном направлении относительно друг друга на величину а, определяемую из выражения

где R - наружный радиус гиба гофра;
р - шаг гофра,
при этом , а в пространстве, ограниченном поверхностью каждого гофра и соответствующей частью поверхности экранирующего элемента содержится малопрочная сжимаемая среда, обладающая амортизирующими свойствами.

2. Броневая преграда по п.1, отличающаяся тем, что угол φ поворота каждого последующего гофрированного слоя относительно первого находится в пределах

где к - число гофрированных слоев.