Слоистая бронеплита

Авторы патента:

F41H5/04 - состоящие из нескольких слоев

Владельцы патента RU 2613968:

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ДРУЖБЫ НАРОДОВ" (РУДН) (RU)

Изобретение относится к средствам защиты транспортных и индивидуальных устройств от осколков и пуль стрелкового оружия. Слоистая бронеплита содержит лицевой, средний и тыльный слои из алюминиевых сплавов. Лицевой и тыльный слои снабжены закатанными в них вставками в виде сеток, выполненных из витой стальной проволоки с временным сопротивлением разрыву не менее 2550 Н/мм² и размером ячейки не более 5 мм. Средний слой выполнен наборным из тонких пластин, прокатанных в разных направлениях и жестко соединенных между собой в брикет. Лицевой, средний и тыльный слои жестко соединены между собой и имеют твердость НВ 150/190/150 соответственно. Достигается повышение защитных свойств бронеплиты. 1 ил.

Изобретение относится к средствам защиты транспортных и индивидуальных устройств от осколков и пуль стрелкового оружия.

В настоящее время используются три типа брони: противопульная, противопульно-противоснарядная, противоснарядная. Противопульная предназначена для защиты от пуль калибра 5,45-12,7 мм, выпущенных из любого стрелкового оружия. Для защиты от таких пуль в БТР, БМП в основном используется гомогенная (однослойная) или слоистая броня из свариваемых алюминиевых сплавов.

Наиболее твердыми и достаточно пластичными свариваемыми алюминиевыми сплавами являются термоупрочняемые сплавы системы А1-Zn-Mg, которые широко используются в военном деле. Так, например, в качестве материала для изготовления бронеплит широко используются сплавы: 7020 (Франция), 1903 (Россия), 7039 (США) и др. (В.И. Елагин, В.В. Захаров, A.M. Дриц. Структура и свойства сплавов системы Al-Zn-Mg. М.: Металлургия, 1982, с. 56).

Из уровня техники известна многослойная броня (US 4111097А (GENERAL DYNAMICS CORPORATION, US) от 05.09.1978), состоящая из следующих элементов:

- наружного слоя из вспененного пластического материала, армированного стальной ячеистой структурой по периферии слоя вспененного пластического материала, а также армированного вольфрамовой ячеистой структурой, инкапсулированной в центре слоя вспененного пластического материала;

- стальной пластины, находящейся за слоем вспененного пластичного материала напротив стальной сетки;

- алюминиевого сотообразного слоя, покрывающего стальную пластину;

- слоя из стеклоткани, закрывающей алюминиевый сотообразный слой.

Ячеистые структуры служат для нарушения целостности снаряда и разделения его на составные части, а алюминиевый слой и слой из стекловолокна служат для поглощения избыточной энергии осколков снаряда. Стальная плита препятствует проникновению осколков снаряда за пределы многослойной брони.

Недостатком данного технического решения является использование вспененных пластичных материалов. Такая броня служит только для создания персональной брони для солдат, и легкой брони для вертолетов.

Известна слоистая противопульная броня на основе алюминия, включающая лицевой, срединный и тыльный слои из алюминиевых сплавов, тонкие слои, расположенные между ними и на внешних поверхностях лицевого и тыльного слоев (патент РФ №2371660, F41H 5/04, опубл. 27.10.2009 г.). Конструкция имеет сложную компоновку, технологически трудновыполнимая. Она имеет ограниченную область работоспособности и применима только при использовании легких пуль малого калибра (5,45-7,62 мм), при использовании более мощных пуль 12,7; 14,5 мм возможно расслоение слоев или сквозное пробитие брони.

Известна слоистая плита на основе алюминия для брони, включающая лицевой и тыльный слои с промежуточными слоями из технически чистого алюминия, установленными над лицевым и под тыльным слоями (патент РФ №2071025, F41H 5/04, опубл. 27.12.1996 г.).

Недостатком конструкции является то, что основной слой выполнен сплошным и в нем под действием остаточных напряжений возникают и растут микротрещины, которые разветвляются, превращаются в соответствии с теорией Гриффитса Ирвина в глобальные трещины и при внешнем воздействии (попадании пули) ведут к разрушению сплошного слоя плиты. Кроме того, возможно отслоение внутреннего слоя или его пробитие с образованием осколков, проникающих в боевое отделение.

Техническим результатом изобретения является повышение защитных свойств бронеплиты.

Технический результат достигается тем, что слоистая бронеплита содержит лицевой, средний и тыльный слои из алюминиевых сплавов, при этом лицевой и тыльный слои снабжены закатанными в них вставками в виде сеток, выполненных из витой стальной проволоки с временным сопротивлением разрыву не менее 2550 Н/мм² и размером ячейки не более 5 мм, при этом средний слой выполнен наборным из тонких пластин, прокатанных в разных направлениях и жестко соединенных между собой в брикет, а лицевой, средний и тыльный слои жестко соединены между собой и имеют твердость НВ 150/190/150 соответственно. Вставки могут быть выполнены из арамидного волокна саржевого переплетения на полимерном связующем.

Технический результат достигается за счет того, что предложена конструкция легкой противопульной брони, позволяющей гасить кинетическую энергию пули при толщине брони 30-50 мм. Это возможно сделать при наличии многослойной брони, первый лицевой слой которой имеет достаточно большую вязкость и при встрече с пулей может изменить траекторию ее полета, заставить ее повернуться относительно продольной оси. Лицевой слой также должен поглотить большую часть кинетической энергии пули. Средний слой должен быть достаточно прочный и окончательно остановить пулю даже путем его разрушения. Третий слой должен также быть достаточно вязким и должен не допустить проникновение осколков и частиц пули в боевое отделение. При соприкосновении с лицевым слоем пуля частично проникает в него, теряя большую часть кинетической энергии. В большинстве случаев пуля встречается с бронепреградой под углом менее 90° (угол встречи), в результате чего имеет место рикошет. Головная часть пули в процессе полета вращается относительно продольной оси пули, и это также влияет на угол встречи с препятствием. Попадая в ячейку сетки лицевого слоя, пуля меняет свою траекторию и «сваливается» с траектории полета, кувыркается, пробивная способность пули резко падает. В результате большая часть пуль не может преодолеть лицевой слой бронеплиты.

На рис. 1 представлен общий вид бронеплиты (вид сбоку).

Бронеплита содержит лицевой 1, средний 2 и тыльный 3 слои из алюминиевых сплавов. Средний слой 2 выполнен наборным из большого числа тонких пластин 4, прокатанных в разных направлениях и жестко соединенных между собой в брикет. В лицевом слое 1 и в тыльном слое 3 закатаны вставки 5 и 6 в виде сеток, выполненных из витой стальной проволоки с временным сопротивлением разрыву не менее 2550 Н/мм² с размером ячейки не более 5 мм. Размер ячейки выбран так, чтобы пули минимального диаметра 5,45 и 5,56 мм не смогли проникнуть в отверстие сетки при угле встречи 90°. Для изготовления сетки выбрана витая стальная легированная проволока, имеющая максимально высокую прочность на разрыв, что серьезно усложняет проникновение пули сквозь сетку. В качестве проволоки может быть выбрана проволока кардная, струнная, канатная - все они имеют временное сопротивление разрыву не менее 2550 Н/мм². Лицевой 1, средний 2 и тыльный 3 слои жестко соединены между собой, причем лицевой, средний и тыльный слои имеют твердость НВ 150/190/150 соответственно. Пластина 4 имеют толщину 0, 1 мм. При толщине среднего слоя 2 15 мм он состоит из 150 пластин 4, каждая из которых имеет разное направление прокатывания. При этом при внешнем воздействии образование микротрещин в каждой пластине идет в разных направлениях и очень сложно получить сплошное пробитие такого брикета. Лицевой 1 и тыльный 3 слои должны быть достаточно мягкими и вязкими за счет термической обработки (отжига). Лицевой - чтобы максимально гасить кинетическую энергию пули, тыльный - чтобы не образовывались осколки, которые могли бы попадать в боевое отделение. Средний слой 2 должен быть максимально прочным, чтобы не позволять пуле проникать в тыльный слой 3 и иметь возможность деформировать ее, резко снижая пробивную способность. Соотношение толщин слоев лицевого 1, среднего 2 и тыльного 3 составляет примерно 1/2/1, т.е. при толщине броневого листа 30 мм соответственно 7,5 мм/15 мм/7,5 мм; при толщине 50 мм - 12,5/25/12,5 мм. Соединения слоев 1, 2, 3 между собой может быть осуществлено холодной или горячей сваркой, горячим прокатыванием, а пластин 4 в брикет - прессованием, сваркой по периметру или прокатыванием. Вставки 5 и 6 могут быть выполнены в виде пространственно-армированного волокнистого композита, например, из арамидного волокна саржевого переплетения на полимерном связующем. Арамидное волокно имеет временное сопротивление разрыву 3600 Н/мм². При этом слои 1 и 3 могут быть собраны методом контурной сварки.

Устройство работает следующим образом.

При попадании пули калибра 5,45; 5,56; 7,62 мм в лицевой слой 1 под углом встречи 90° кинетическая энергия пули значительно гасится, пуля не может преодолеть вставку 5, т.к. размер ячейки меньше диаметра пули, а чтобы увеличить ее размер, надо сдвинуть металл лицевого слоя 1, разорвать вставку 5. Если угол встречи меньше 90°, пуля изменит свою траекторию полета, зацепится за вставку, кувыркнется, произойдет рикошет. При использовании пуль большего диаметра лицевой слой 1 будет пробит с потерей пулей большей части кинетической энергии. Ее деформированный сердечник застрянет в среднем слое 2, окончательно потеряв кинетическую энергию. При этом тыльный слой 3 упруго деформируется и в боевое отделение осколки проникнуть не смогут.

Слоистая бронеплита, содержащая лицевой, средний и тыльный слои из алюминиевых сплавов, отличающаяся тем, что лицевой и тыльный слои снабжены закатанными в них вставками в виде сеток, выполненных из витой стальной проволоки с временным сопротивлением разрыву не менее 2550 Н/мм² и размером ячейки не более 5 мм, при этом средний слой выполнен наборным из тонких пластин, прокатанных в разных направлениях и жестко соединенных между собой в брикет, а лицевой, средний и тыльный слои жестко соединены между собой и имеют твердость НВ 150/190/150 соответственно.

Изобретение относится к области броневой защиты транспортных средств, в частности к области их взрывозащиты, в том числе от мин фугасного действия, и может быть использовано в автомобилях и автомобилях-амфибиях.

Способ выполнения брони автомобиля // 2609772

Изобретение относится к способу выполнения брони автомобиля. Способ заключается в использовании подложки и плотно расположенных на ней защитных цилиндрических элементов, поверх которых располагают наружную облицовку.

Защитное устройство для локализации взрывоопасных предметов // 2603114

Изобретение относится к области специальной техники и может быть использовано для подавления осколочного и фугасного действий взрывов, происходящих в результате террористических или криминальных актов.

Текстильное армирование, содержащее непрерывную арамидную нить // 2599673

Изобретение относится к полимерным текстильным материалам специального назначения и касается текстильного армирования, содеращего непрерывную арамидную нить. Нить имеет отделку, содержащую моно- или диалкилфосфатный сложный эфир или их смесь.

Антибаллистическое изделие со смолой // 2596968

Изобретение относится к способу изготовления антибаллистического изделия, содержащему этап, на котором наносят смолу на поверхность, по меньшей мере, одного слоя ткани, причем смола образует сеть со степенью образования поперечных связей, по меньшей мере, 80% в течение не более 350 секунд при температуре не более 130°C.

Слоистые волокнистые композиты для решения баллистических задач // 2593770

Изобретение относится к броневым композитам и касается слоистых волокнистых композитов для решения баллистических задач. Защитная конструкция содержит первый наружный слой, полимерный волокнистый композитный слой, расположенный на одной стороне первого наружного слоя; второй наружный слой, расположенный на полимерном волокнистом композитном слое, на его стороне, противоположной первому наружному слою.

Контолируемая адгезия волокна к матрице в полимер-волоконных композитах // 2592788

Изобретение относится к композитным изделиям, например к армированным волокном композитным изделиям, имеющим улучшенную баллистическую характеристику. Композитное изделие включает множество волокон, по меньшей мере частично внедренных внутрь матрицы. По меньшей мере одну из матриц и по меньшей мере одно из множества волокон формируют по меньшей мере из одного термопластичного материала, термореактивного полимера.

Композитная броня // 2580603

Изобретение относится к средствам защиты человека и техники от бронебойных пуль и снарядов, в частности к используемым для этих целей композитным броневым конструкциям.

Керамокомпозитная бронепанель // 2578710

Изобретение относится к керамокомпозитной бронепанели и может быть использовано для изготовления средств индивидуальной защиты. Бронепанель содержит тыльную многослойную композитную подложку и фронтальную оболочку антирикошетного внешнего слоя.

Пуленепробиваемая панель // 2578641

Изобретение относится к пуленепробиваемой панели. Панель включает, по меньшей мере, первый пакет и второй пакет.

Бронезащитная структура на основе пористого алюминия и способ её производства // 2621527

Изобретение относится к бронезащитной структуре и способу ее производства. Бронезащитная структура состоит из пористого открытоячеистого алюминия, содержащего 60-70% открытых взаимосообщающихся пор с диаметром в диапазоне от 0,14 мм до 0,5 мм. На поверхность пор микродуговым оксидированием нанесен слой оксида алюминия с последующей пропиткой в эпоксидной смоле. Способ производства бронезащитной структуры на основе пористого алюминия заключается в том, что заготовки из пористого открытоячеистого алюминия помещаются в емкость с однокомпонентным электролитом с жидким стеклом и подвергаются микродуговому оксидированию в анодно-катодном режиме с падающей мощностью в течение не менее 120 минут. При оксидировании на заготовках из пористого алюминия осуществляется выступ с прямоугольным профилем со сторонами 10×150 мм, который служит токопроводом для подвода электрического тока. Применяют в процессе оксидирования системы принудительного охлаждения и компрессора для циркулирования электролита с давлением не менее 0,8 МПа. Достигается повышение стойкости и степени энергопоглощения бронезащитным материалом при воздействии нескольких поражающих элементов одновременно. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Противокумулятивное средство защиты объектов // 2627917

Изобретение относится к области обеспечения безопасности взрывоопасных материалов и изделий. Противокумулятивное средство защиты состоит из сеточных металлических отклоняющих элементов, размещенных между тонкостенными плоскопараллельными листами и выполненных в виде гофра с углом при вершинах гофра 20…30 градусов, и керамических элементов, также выполненых в виде гофра с углом при вершинах этого гофра 40…60 градусов и размещенных между тонкостенными плоскопараллельными листами. Тыльный тонкостенный плоскопараллельный лист для гофра в виде металлических сеток служит внутренним тонкостенным плоскопараллельным листом для гофра из керамики, а тыльный тонкостенный плоскопараллельный лист для гофра из керамики совместно с лицевым тонкостенным плоскопараллельным листом гофра в виде металлических сеток образуют обойму для размещения в ней обоих гофров, которая и представляет собой отдельный модуль. Модули закреплены на боковых поверхностях объекта и обеспечивают защиту материалов и изделий от внешнего воздействия. Достигается повышение защищенности взрывоопасных материалов или изделий за счет конструкции противокумулятивного средства защиты. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Устройство защиты технических объектов от механического воздействия поражающих элементов // 2628415

Изобретение относится к средствам защиты от механического воздействия поражающих элементов и может быть использовано для повышения боевой живучести технических объектов, например летательных аппаратов. Устройство защиты состоит из гибкой преграды, закрепленной по периметру участка обшивки объекта с ее внутренней стороны в зоне расположения жизненно важных агрегатов. Площадь гибкой преграды, установленной в ненатянутом состоянии, выбрана из соотношения SГП≥1,15SУО, где SГП - площадь гибкой преграды, SУО - площадь защищаемого участка обшивки. Достигается повышение боевой живучести защищаемого объекта при сохранении его заданных тактико-технических характеристик. 3 ил.

Композитный материал для изготовления пуленепробиваемого изделия // 2631813

Изобретение относится к производству баллистических композитов и касается композитного материала для изготовления пуленепробиваемого изделия. Содержит по меньшей мере два полотняных слоя, содержащих волокна с высокой прочностью на растяжение, и по меньшей мере одну пленку из поливинилбутираля, причем пленка из поливинилбутираля имеет толщину от 30 до 70 мкм. Другим объектом настоящего изобретения является пуленепробиваемое изделие, которое получают из композитного материала. Изобретение обеспечивает получение композитного материала, обеспечивающего повышение изделиям из него пуленепробиваемых свойств. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 1 пр.

Блок сборно-разборного защитного сооружения // 2638757

Изобретение относится к военно-оборонной промышленности, в частности к оборонительным сооружениям, предназначенным для защиты военнослужащих, например, на блокпосту. Сборно-разборное защитное сооружение содержит пазогребневые блоки из трех параллелепипедов. Блоки состоят из полого корпуса, сваренного из плоских и/или гнутых листов металла без сквозных швов, и наполнения корпуса. Корпус может быть заполнен полностью или частично одним или разными наполнителями через отверстие в гребне. При использовании разных наполнителей каждый из параллелепипедов может иметь отверстие для соответствующего заполнителя. Использование разных заполнителей позволяет создать многоступенчатую защиту с разными свойствами, учитывающими взаимодействие со средствами поражения по мере изменения их воздействия на элементы блока. Сборно-разборное защитное сооружение обеспечивает надежную защиту от пуль, от мелкокалиберных снарядов и осколков снарядов, т.к. не имеет сквозных отверстий. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Композитные изделия, содержащие волокна с изменяющейся в продольном направлении конфигурацией // 2640061

Изобретение относится к армированным волокном композитным материалам, имеющим улучшенные баллистические и оптические характеристики, и касается композитных изделий, содержащих волокна с изменяющейся в продольном направлении конфигурацией. Конструктивное композитное изделие содержит матрицу и волокна, встроенные в матрицу, причем каждое волокно имеет длину и конфигурацию, конфигурация волокна изменяется вдоль его длины, причем волокна расположены рядом друг с другом с образованием слоя; по меньшей мере, часть волокон слоя содержит последовательность первых частей и вторых частей; и волокна расположены таким образом, что вторые части одного из волокон по меньшей мере частично сопряжены с первыми частями соседнего волокна слоя. Также описаны способ изготовления конструктивного изделия и способ нагружения конструктивного изделия транспортного средства. Изобретение обеспечивает создание композитной структуры, в которой перемещением волокон в матрице можно управлять для улучшения ее баллистических и оптических характеристик. 3 н. и 10 з.п. ф-лы, 23 ил.

Селективно ослабленные растянутые пленки // 2640758

Изобретение относится к пленкам для композитных изделий и касается селективно ослабленных растянутых пленок. Пленка содержит множество неослабленных частей; по меньшей мере одну пару ослабленных частей и по меньшей мере один ослабленный участок, проходящий между парой ослабленных частей, при этом ослабленные части и указанный по меньшей мере один ослабленный участок имеют по меньшей мере одну характеристику, которая хуже, чем характеристика указанного множества неослабленных частей. Изобретение обеспечивает создание пленки для композитного изделия, позволяющей улучшить его баллистические характеристики. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 25 ил.

Баллистическая защита с многослойной структурой, включающая в себя множество жестких элементов // 2641542

Группа изобретений относится к баллистической защите и баллистическому защитному изделию. Защита включает в себя множество отдельных жестких элементов. Каждый из жестких элементов включает в себя множество слоев из высокомолекулярных полимеров, часть из которых по меньшей мере одного из жестких элементов включает в себя слоистые материалы из высокомолекулярных полиэтиленовых лент или полос в форме однонаправленных листьев. Вес на единицу площади поверхности первого жесткого элемента относительно направления случайной пули больше, чем вес на единицу площади поверхности жесткого элемента или жестких элементов, следующих за первым жестким элементом. Величина удельного модуля изгиба первого жесткого элемента относительно направления случайной пули меньше, чем удельный модуль изгиба жесткого элемента или жестких элементов, следующих за первым жестким элементом. Баллистическое защитное изделие включает в себя баллистическую защиту. Достигается снижение травмоопасности при ударе пули. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 2 ил.

Композитный пулестойкий единый материал и способ его изготовления // 2642797

Изобретение относится к баллистическим материалам и касается композитного, пулестойкого, единого материала и способа его изготовления. Материал формируют в виде перекрещивающейся композиции из N двухслойных структурированных, единичных элементов, где 1≤N≤8, органической тонкой пленки, прикрепленной к двум их сторонам, причем угол перекрещивания каждого смежного слоя составляет 45-90°. Первый слой является волокнистой пулестойкой лентой с однонаправленной ориентацией волокна, покрытой первым полимерным адгезивом. Второй слой является волокнистой пулестойкой лентой с однонаправленной ориентацией волокна, покрытой вторым полимерным адгезивом. Модуль упругости при растяжении первого полимерного адгезива составляет меньше 6 МПа, а модуль упругости при растяжении второго полимерного адгезива составляет больше 6 МПа. Модуль потерь первого полимерного адгезива и второго полимерного адгезива при одинаковых условиях является таким же, как модуль потерь пулестойкого волокна. Изобретение обеспечивает создание мягкого композитного пулестойкого единого материала, который обладает приемлемой твердостью и повышенной пулестойкостью. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 2 табл., 1 ил.

Двойное ткацкое переплетение с высокопрочными и термопластическими волокнами // 2643798

Изобретение относится к стойкому к проникновению изделию, которое может использоваться для производства защитной одежды, такой как бронежилеты, шлемы, а также щитов или элементов брони, а также к способу его производства. Изделие содержит по меньшей мере одну тканую тканевую структуру (3), имеющую термопластические волокна и высокопрочные волокна с прочностью по меньшей мере 1100 МПа, в соответствии со стандартом ASTM D-885. Высокопрочные волокна соединены вместе для формирования тканой ткани (2) тканой тканевой структуры (3), а термопластические волокна имеют массовый процент относительно массы тканой тканевой структуры (3), составляющий от 5 до 35%. Причем термопластические волокна предпочтительно в виде негофрированной ткани (6) лежат на тканой ткани (2) и соединены с тканой тканью (2) основной нитью и/или уточной нитью тканой ткани (2) из высокопрочных волокон. При этом отсутствуют какие-либо дополнительные соединительные нити или нетекстильные соединительные средства для соединения между тканой тканью (2) и термопластическими волокнами. Стойкое к проникновению изделие обладает свойствами защиты от удара и/или антибаллистическими свойствами. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 7 ил.