ДИНАМИЧЕСКАЯ БРОНЕЗАЩИТА ТАНКА (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2013 года по МПК F41H7/04 F41H5/13 

Группа изобретений относится к устройствам броневой защиты корпуса и башни танка.

Известна броневая защита танка [Патент RU 2397429, опубл. 20.08.2010, бюл. №23], в котором броневые плиты, имеющие форму выпуклых тел, привариваются или крепятся винтами к корпусу или башне танка.

Недостатком таких устройств бронезащиты является их недостаточная эффективность вследствие жесткой связи бронеплиты с корпусом или башней танка.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является способ и устройство динамической защиты танка [Патент RU 2405643, опубл. 10.12.2010, бюл. №43], содержащее корпус и башню, выполненные из сварных или литых конструкций, на наружной поверхности которых закреплены винтами броневые плиты на деформируемых амортизаторах с возможностью перемещения относительно корпуса или башни при взаимодействии с атакующим средством. При этом бронезащитная плита имеет площадь, превосходящую сечение атакующего средства, а масса бронезащитной плиты соизмерима с ним.

Недостатком рассмотренных устройств и способа является отсутствие конструкции и принципа создания деформируемого амортизатора броневой защиты.

Основными качествами амортизатора броневой защиты являются: мгновенное восприятие громадных динамических нагрузок, способность демпфировать энергию удара атакующего средства за короткое время (мкс), обеспечивать огнестойкость и температурные воздействия, простота конструкции амортизатора и др.

Поставленная задача изобретения решена за счет того, что в известной динамической бронезащите, танка, содержащей корпус и башню танка, бронезащитные плиты, установленные на корпусе и башне на деформируемых амортизаторах с возможностью перемещения бронезащитных плит относительно корпуса и башни танка, в которых согласно изобретению в первом варианте исполнения динамической бронезащиты деформируемый амортизатор представляет собой тонколистовой профиль, который выполнен из прямолинейных элементов, образующих прямоугольное, трапециевидное или треугольное сечение многошагового исполнения; во втором варианте исполнения динамической бронезащиты деформируемый амортизатор представляет собой тонколистовой профиль овального или синусоидального сечения многошагового исполнения.

Предложенные устройства обеспечивают расширение функциональных возможностей броневой защиты, повышают ее надежность.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 показан вид сбоку на бронезащиту танка; на фиг.2 - вид сверху на броневую защиту, на фиг.3 - вид спереди на броневую защиту танка; на фиг.4 показан первый вариант бронезащиты с деформируемым амортизатором, выполненным из прямолинейных элементов, образующих прямоугольное сечение многошагового исполнения; на фиг.5 показано крепление броневых плит к корпусу и башне танка - вид сверху; на фиг.6 - первый вариант исполнения конструкции динамической бронезащиты, в которой деформируемый амортизатор представляет собой тонколистовой профиль, выполненный из прямолинейных элементов, образующих трапециевидное сечение многошагового исполнения; на фиг.7 представлен второй вариант изобретения динамической бронезащиты, в которой деформируемый амортизатор представляет собой тонколистовой профиль, выполненный из криволинейных элементов, образующих овальное или синусоидальное сечение многошагового исполнения.

Изобретение содержит башню 1; корпус 2 танка; гусеницы 3; броневые плиты башни 4, 5; броневые плиты корпуса 6; броневые плиты левого и правого бортов 7; броневые плиты 8 межгусеничного пространства; бобышка 9 для крепежных винтов; крепежные винты 10, деформируемый амортизатор 11, выполненный в виде тонкостенного профиля прямоугольного сечения пошагового равномерного исполнения (фиг.4); деформируемый амортизатор 12, выполненный в виде тонколистового профиля трапециевидного сечения с шаговым равномерным исполнением (фиг.6); деформируемый амортизатор 13, выполненный в виде тонколистового профиля с криволинейным овальным сечением.

Бронезащитная плита 4 башни 1 танка и бронезащитная плита 6 корпуса 2 танка (а также другие бронеплиты) закреплены на плоских участках башни 1 и корпуса 2 при помощи винтов 10, закрепленных в бобышках 9, приваренных к плитам башни 1 и корпуса 2 танка.

Между бронезащитной плитой и основанием установлены деформируемые амортизаторы.

Первоначальное закрепление бронеплиты на башне и корпусе танка выполнено с натягом, обеспечивающим начальную жесткость общей конструкции. В первом варианте выполнения устройства деформируемый амортизатор выполнен из прямолинейных элементов, образующих прямоугольные 11, трапециевидные 12 или треугольные сечения с равномерным шагом исполнения. Во втором варианте устройства деформируемый амортизатор выполнен в виде криволинейных овальных сечений 13 с равномерным шагом исполнения. Бронезащитные плиты 4, 5, 6 и другие закреплены с возможностью перемещения при деформировании амортизатора большой ударной нагрузкой. Перемещение бронеплиты относительно башни или корпуса может быть различным: поступательным; угловым; плоским, т.е. поступательным с поворотом в зависимости от места удара атакующего средства в бронеплиту.

Для обеспечения перемещений бронеплиты в конструкции на фиг.4, 6, 7 предусмотрены вертикальные и горизонтальные зазоры между отверстиями в плитах 4, 5, 6 и бобышками 9.

Первый вариант выполнения деформируемого амортизатора из прямолинейных элементов и второй вариант выполнения амортизатора из криволинейных элементов отличаются жесткостью деформирования амортизатора под действием большой нагрузки атакующего средства.

При прочих равных условиях выполнения деформируемые амортизаторы прямоугольного сечения имеют более жесткую характеристику деформирования, чем амортизаторы трапециевидного сечения или с криволинейным сечением профиля. Кроме того, выбор типа деформируемого амортизатора зависит от способа его изготовления из тонкостенного листа.

Рассмотрим возможные варианты работы динамической бронезащиты при ударе атакующего средства в различные точки поверхности бронезащитной плиты. При ударе атакующего средства в среднюю часть (центр площади) бронеплиты возникает нагрузка, перпендикулярная плоскости бронеплиты, которая деформирует несущие элементы амортизатора выполняя функцию гашения кинетической энергии, при этом бронезащитная плита получает возможность перемещаться поступательно относительно неподвижного основания корпуса или башни. Деформация амортизатора происходит при громадных силах, создаваемых атакующим средством.

Кинетическая энергия W (Дж) атакующего средства определяется по формуле

$$W=\frac{m{V}^2}{2}$$ ,

где m - масса снаряда, m=15 кг; V - скорость снаряда, V=3000 м/с.

Энергию пластической деформации амортизатора можно определить по формуле

$$A=\frac{c{x}^2}{2}$$ ,

где c - коэффициент жесткости амортизатора, Н/м; x - перемещение бронеплиты при деформации амортизатора, x=0,01-0,02 м.

Приравнивая величины W и А, можно получить приближенное значение коэффициента жесткости амортизатора c=(3,3-13,5)10¹¹ Н/м.

Такое значение коэффициента жесткости обеспечивает предлагаемая конструкция деформируемого амортизатора. Процесс удара атакующего средства о бронеплиту содержит две основные фазы. В первой фазе удара бронезащитная плита приобретает скорость за счет уменьшения скорости атакующего средства.

В первой фазе удара скорость атакующего средства уменьшатся практически в два раза, а бронеплита приобретает конечную скорость. Вторая часть удара заключается в движении атакующего средства и бронеплиты с одинаковой скоростью, в результате этого совершается деформация амортизатора и происходит демпфирование кинетической энергии атакующего средства.

Теперь рассмотрим удар атакующего средства в край бронеплиты посредине одной стороны пластины - в точках а, б, в, г (фиг.5). При ударе атакующего средства в пластину в любой из этих точек происходит поворот бронеплиты и ее поступательное перемещение. Например, при ударе атакующего средства в точке г (фиг.5) бронеплита повернется относительно линии параллельной противоположной стороне, проходящей через точку в. Если пренебречь при этом поступательным перемещением бронеплиты 4, а учесть только ее поворот, то объем деформации амортизатора будет иметь вид призмы, а величина деформации в точке удара практически удвоится.

Рассмотренные случаи нецентрального удара атакующего средства в точках а, б, в, г являются более напряженным по сравнению с центральным ударом непосредственно в щель между соседними бронеплитами. При ударе атакующего средства в щель между двумя бронеплитами происходит процесс поворота двух бронеплит, поэтому объем деформации несущих элементов амортизатора равен сумме объемов деформации амортизатора под обоими броневыми плитами. В этом расчетном случае демпфирование энергии атакующего средства происходит при меньшей деформации амортизатора.

Рассмотренные случаи взаимодействия атакующего средства с бронеплитой показывают, что во всех случаях динамического взаимодействия предложенное устройство является работоспособным и позволяет значительно повысить эффективность бронезащиты корпуса и башни танка.

Группа изобретений относится к вариантам выполнения броневой защиты танка. Динамическая бронезащита танка содержит бронезащитные плиты, установленные на корпусе и башне на деформируемых амортизаторах с возможностью перемещения бронезащитных плит относительно корпуса и башни танка. Динамическая бронезащита содержит деформируемые амортизаторы, которые представляют собой тонколистовой профиль. Сечение тонколистового профиля выполнено из прямолинейных элементов в виде прямоугольника, трапеции, треугольника многошагового исполнения или криволинейных элементов в виде овала или синусоиды многошагового исполнения. Достигается снижение динамических нагрузок на корпус и башню танка при воздействии атакующего средства. 2 н.п. ф-лы, 7 ил.

1. Динамическая бронезащита танка, содержащая корпус и башню танка, бронезащитные плиты, установленные на корпусе и башне на деформируемых амортизаторах с возможностью перемещения бронезащитных плит относительно корпуса и башни танка, отличающаяся тем, что деформируемые амортизаторы представляют собой тонколистовой профиль, сечение которого выполнено из прямолинейных элементов в виде прямоугольника, трапеции или треугольника многошагового исполнения.

2. Динамическая бронезащита танка, содержащая корпус и башню танка, бронезащитные плиты, установленные на корпусе и башне на деформируемых амортизаторах с возможностью перемещения бронезащитных плит относительно корпуса и башни танка, отличающаяся тем, что деформируемые амортизаторы представляют собой тонколистовой профиль, сечение которого выполнено из криволинейных элементов в виде овала или синусоиды многошагового исполнения.