PL222727B1 - Passive composite protective armor - Google Patents

Abstract

A composite passive armor protection comprises a structure, embedded in the light alloy matrix (1), wherein said structure is made of geometric solids (2), resting on brackets (3), passing through the holes in plate (4), wherein said brackets (3) have precuts in the walls located at a height above and below the plate (4), wherein in said precuts in the walls are secured rods (5) in such a way that they form a grid, wherein the geometric solids (2) are embedded in the light alloy matrix (1), preferably to a level above one half of their total height, and wherein the rods (5) are preferably fixed in such a way that their longitudinal axes coincide with the axes of the geometric solids (2).

Description

RZECZPOSPOLITAREPUBLIC

POLSKAPOLAND

Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 222727 (13) B1 (51) Int.Cl.Patent Office of the Republic of Poland (12) PATENT DESCRIPTION (19) PL (11) 222727 (13) B1 (51) Int.Cl.

(21) Num^{er z}gł^oszeni^a: 396894 F41H 5/00 (2006.01)(21) Num ^of D ^{er oszen} and ^a: 396894 F41H 5/00 (2006.01)

F41H 5/04 (2006.01) F41H 1/02 (2006.01) (22) Data zgłoszenia: 07.11.2011 (54) Pasywny kompozytowy pancerz ochronnyF41H 5/04 (2006.01) F41H 1/02 (2006.01) (22) Filed on: 11/07/2011 (54) Passive composite protective armor

(43) Zgłoszenie ogłoszono: 13.05.2013 BUP 10/13 (43) Application was announced: 13.05.2013 BUP 10/13 (73) Uprawniony z patentu: INSTYTUT ODLEWNICTWA, Kraków, PL (73) The right holder of the patent: FOUNDRY INSTITUTE, Kraków, PL (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: 31.08.2016 WUP 08/16 (45) The grant of the patent was announced: August 31, 2016 WUP 08/16 (72) Twórca(y) wynalazku: PAWEŁ DARŁAK, Kraków, PL PIOTR DŁUGOSZ, Kraków, PL JERZY SOBCZAK, Wieliczka, PL (72) Inventor (s): PAWEŁ DARŁAK, Krakow, PL PIOTR DŁUGOSZ, Krakow, PL JERZY SOBCZAK, Wieliczka, PL

PL 222 727 B1PL 222 727 B1

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest pasywny kompozytowy pancerz ochronny do ochrony obiektów przed oddziaływaniem pocisków i odłamków.The subject of the invention is a passive composite protective armor for the protection of objects against the effects of projectiles and fragments.

W znanym z opisu DE1578324 pancerzu elementy pochłaniające energię zatopione są w osnowie niemetalicznej. Elementy posiadają kształt brył cylindrycznych, rozmieszczone są w warstwach i umieszczone obok siebie lub w pewnych odległościach. Z kolei ekran ochronny do zabezpieczania przed wybuchem ujawniony w opisie PL171251 zbudowany jest z przepuszczalnych dla powietrza warstw bocznych mających postać naciętych arkuszy folii metalowej oraz umieszczonego pomiędzy nimi porowatego rdzenia zawierającego kulki lub elipsoidy z materiału takiego samego jak arkusz. Korzystnie arkusz folii metalowej zawiera stop magnezu. Pancerz pasywny znany z opisu PL181177 zbudowany jest z zasadniczej, metalowej, wewnętrznej warstwy ochronnej i zewnętrznej warstwy ochronnej składającej się z prostopadłościennych, metalowych kaset, zawierających warstwy ceramiczne. Przestrzenie między warstwami ceramicznymi a powierzchniami ścian kaset wypełnione są mieszaniną drobnych elementów ceramicznych zmieszanych z klejem i betonem. Kasety zewnętrznej warstwy ochronnej pancerza zamocowane są rozłącznie do zasadniczej, metalowej, wewnętrznej warstwy ochronnej za pomocą różnych elementów łączących i dociskowych. Zabezpiecznik służący do ochrony życia i zdrowia załogi pojazdu wojskowego przed wybuchem pod nim miny znany z opisu PL206571, zbudowany jest z tarczy posiadającej na całej swej powierzchni otwory przelotowe. Tarcza jest połączona pionowymi wspornikami z cienką płytką pośrednią, która za pośrednictwem sprężyn i połączonych z nimi płytek mocujących zamocowana jest od spodu podłogi pojazdu. Od powierzchni tarczy odchodzą przewody odprowadzające.In the armor known from DE1578324, the energy absorbing elements are embedded in a non-metallic matrix. The elements have the shape of cylindrical bodies, they are arranged in layers and placed next to each other or at certain distances. In turn, the anti-explosion protective screen disclosed in PL171251 is made of air-permeable side layers in the form of slit metal foil sheets and a porous core sandwiched between them containing balls or ellipsoids of the same material as the sheet. Preferably, the metal foil sheet comprises a magnesium alloy. The passive armor known from the description PL181177 consists of a basic, metal, internal protective layer and an external protective layer consisting of cuboidal metal cassettes containing ceramic layers. The spaces between the ceramic layers and the surfaces of the cassette walls are filled with a mixture of small ceramic elements mixed with glue and concrete. The cassettes of the outer protective layer of the armor are detachably attached to the main, metal, internal protective layer by means of various connecting and pressing elements. The safety device used to protect the life and health of the military vehicle crew against a mine explosion beneath it, known from the description PL206571, is made of a shield with through holes on its entire surface. The shield is connected by vertical supports to a thin intermediate plate which is attached to the underside of the vehicle floor by means of springs and attached fixing plates. Drain wires extend from the target surface.

Pasywny kompozytowy pancerz ochronny według wynalazku zbudowany jest z zatopionej w osnowie ze stopu lekkiego konstrukcji wykonanej z brył geometrycznych posadowionych na wspornikach przechodzących przez otwory w płycie, z kolei wsporniki posiadają nacięcia w ściankac h usytuowane nad i pod płytą, w których to nacięciach w ściankach zamocowane są pręty w ten sposób, że tworzą kratownicę, przy czym bryły geometryczne zatopione są w osnowie ze stopu lekkiego korzystnie do poziomu powyżej połowy ich całkowitej wysokości, i korzystnie, pręty zamocowane są w taki sposób, że ich osie wzdłużne pokrywają się z osiami brył geometrycznych. Korzystnie bryły geometryczne mają kształt kul lub ostrosłupa ściętego o podstawie kwadratu. Bryły geometryczne są bryłami ceramicznymi lub bryłami metalowymi. Pręty korzystnie wykonane są ze stali nierdzewnej o podwyższonej wytrzymałości.The passive composite protective armor according to the invention is made of a structure embedded in a light alloy matrix, made of geometric solids, placed on supports passing through holes in the panel, while the supports have cuts in the wall located above and below the panel, in which the cuts in the walls are fixed there are bars in such a way that they form a lattice, the geometric bodies are embedded in the light alloy matrix preferably to a level above half of their total height, and preferably, the bars are fixed in such a way that their longitudinal axes coincide with the axes of the geometric bodies . Preferably, the geometric solids have the shape of spheres or a square truncated pyramid. Geometric bodies are ceramic bodies or metal bodies. The bars are preferably made of high-strength stainless steel.

Pasywny kompozytowy pancerz ochronny według wynalazku dzięki swojej budowie jest odporny na uderzenia pocisków. Wystająca część brył geometrycznych zapobiega penetracji pocisku typu AP, odłamków, oraz pocisków z broni ręcznej. Kształt oraz bardzo twardy materiał brył geometrycznych powoduje odchylenie toru lotu pocisku lub odbicie rykoszetowe oraz osłabienie energii kinetyc znej pocisku. Wsporniki oraz przechodzące przez nie pręty wzmacniają płytę oraz amortyzują bryły geometryczne. Uderzający w odsłoniętą część bryły geometrycznej pocisk powoduje przesunięcie jej do wnętrza osnowy wzdłuż osi wsporników w taki sposób, że powoduje zarówno rozchylenie naciętych ścianek wsporników na boki, jak również ruch wsporników do wnętrza osnowy. Rozchylenie ścianek działa amortyzująco na bryłę geometryczną, natomiast ruch wspornika do wnętrza osnowy ograniczony jest przez konstrukcję z prętów i płyty. Osnowa ze stopu lekkiego zabezpiecza pancerz przed rozerwaniem. Pasywny kompozytowy pancerz ochronny według wynalazku z osnową ze stopu lekkiego wykazuje wysoką skuteczność w ochronie przed pociskami przeciwpancernymi do 12,6 mm. Zastosowanie osnowy ze stopu lekkiego zmniejsza masę pancerza, co wpływa na zwiększenie mobilności chronionych pojazdów, ograniczenie zużycia paliwa oraz na możliwość stosowania pancerza do ochrony statków powietrznych i wodnych.Due to its structure, the passive composite protective armor is resistant to bullet impacts. The protruding part of the geometric solids prevents penetration of the AP projectile, shrapnel and small arms projectiles. The shape and very hard material of geometric solids cause deflection of the projectile trajectory or ricochet rebound and weaken the kinetic energy of the projectile. Brackets and bars passing through them strengthen the slab and absorb geometric solids. Hitting the exposed part of the geometric solid, the projectile causes it to move inside the carcass along the axis of the supports in such a way that it causes both the slit walls of the supports to flare to the sides, as well as the movement of the supports into the interior of the carcass. The parting of the walls has a shock-absorbing effect on the geometric body, while the movement of the cantilever into the carcass is limited by the structure made of bars and a plate. The light alloy matrix protects the armor against tearing. The passive composite protective armor according to the invention with a light alloy matrix shows high efficiency in protection against anti-tank projectiles up to 12.6 mm. The use of a light alloy matrix reduces the weight of the armor, which increases the mobility of the protected vehicles, reduces fuel consumption and the possibility of using the armor to protect aircraft and ships.

Pasywny kompozytowy pancerz ochronny wykonuje się metodami odlewniczymi. Konstrukcję wykonaną z brył geometrycznych posadowionych na wspornikach przechodzących przez otwory w płycie i wsporników z zamocowanymi prętami w nacięciach w ściankach, umieszcza się w specjalnie przygotowanej formie odlewniczej i zalewa ciekłym stopem z metalu lekkiego. Krystalizację stopu prowadzi się w warunkach podwyższonego ciśnienia. W ostatnim etapie pancerz poddaje się obróbce mechanicznej na żądany wymiar.Passive composite protective armor is made by casting methods. The structure made of geometric solids placed on supports passing through the holes in the plate and supports with bars fixed in the notches in the walls, is placed in a specially prepared casting mold and poured with a liquid light metal alloy. The alloy is crystallized under elevated pressure conditions. In the last stage, the armor is machined to the desired size.

Pasywny kompozytowy pancerz ochronny według wynalazku został przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przekrój pionowy pasywnego kompozytowego pancerza ochronnego, a fig. 2 przedstawia jego szkic.A passive composite protective armor according to the invention is shown in the embodiment in the drawing, in which Fig. 1 is a vertical section of a passive composite protective armor and Fig. 2 is a sketch thereof.

PL 222 727 B1PL 222 727 B1

Pasywny kompozytowy pancerz ochronny zbudowany jest z zatopionej w osnowie ze stopu lekkiego 1 konstrukcji wykonanej z ceramicznych czworościanów ściętych 2 posadowionych na wspornikach 3 przechodzących przez otwory w płycie 4, z kolei wsporniki 3 posiadają nacięcia w ściankach usytuowane na wysokości nad i pod płytą 4, w których to przelotowych otworach zamocowane są pręty 5 w ten sposób, że tworzą prostokątną kratownicę. Ceramiczne czworościany ścięte 2 zatopione są w osnowie ze stopu lekkiego 1 do poziomu powyżej ich całkowitej wysokości. Pręty 5 ze stali nierdzewnej o podwyższonej wytrzymałości zamocowane są współosiowo z ceramicznymi czworościanami ściętymi 2.The passive composite protective armor is made of a structure embedded in a light alloy matrix 1 made of ceramic truncated tetrahedrons 2, placed on supports 3 passing through holes in the plate 4, while the supports 3 have cuts in the walls located at the height above and below the plate 4, in the rods 5 are fastened to the through openings of which they form a rectangular truss. Ceramic truncated tetrahedra 2 are embedded in a matrix of light alloy 1 to a level above their total height. 5 high-strength stainless steel rods are fixed coaxially with ceramic truncated tetrahedrons 2.

Claims (5)

Zastrzeżenia patentowePatent claims 1. Pasywny kompozytowy pancerz ochronny posiadający konstrukcję zawierającą bryły geom etryczne i zatopioną w osnowie, znamienny tym, że zbudowany jest z zatopionej w osnowie ze stopu lekkiego 1 konstrukcji wykonanej z brył geometrycznych 2 posadowionych na wspornikach 3 przechodzących przez otwory w płycie 4, z kolei wsporniki 3 posiadają nacięcia w ściankach usytuowane na wysokości nad i pod płytą 4, w których to nacięciach zamocowane są pręty 5 w ten sposób, że tworzą kratownicę, przy czym bryły geometryczne 2 zatopione są w osnowie ze stopu lekkiego 1 korzystnie do poziomu powyżej połowy ich całkowitej wysokości, i korzystnie pręty 5 zamocowane są w taki sposób, że ich osie wzdłużne pokrywają się z osiami brył geometrycznych 2.1. Passive composite protective armor having a structure containing geometric solids and embedded in the matrix, characterized in that it is made of a structure embedded in a light alloy matrix 1 made of geometric solids 2 placed on supports 3 passing through holes in the slab 4, in turn the supports 3 have cuts in the walls situated at a height above and below the plate 4, in which cuts are fastened the bars 5 in such a way that they form a lattice, the geometric solids 2 being embedded in a light alloy matrix 1 preferably to a level above half of their total height, and preferably the bars 5 are fixed in such a way that their longitudinal axes coincide with the axes of the geometric bodies 2. 2. Pasywny kompozytowy pancerz ochronny według zastrz. 1, znamienny tym, że bryły geometryczne 2 są bryłami ceramicznymi.2. Passive composite protective armor according to claim 1, The method of claim 1, wherein the geometric bodies 2 are ceramic bodies. 3. Pasywny kompozytowy pancerz ochronny według zastrz. 1, znamienny tym, że bryły geometryczne 2 są bryłami metalowymi.3. Passive composite protective armor according to Claim 1, The method of claim 1, wherein the geometric bodies 2 are metal bodies. 4. Pasywny kompozytowy pancerz ochronny według zastrz. 1, znamienny tym, że bryły geometryczne mają postać kul, lub ostrosłupów ściętych o podstawie kwadratu.4. Passive composite protective armor according to Claim 1, The method of claim 1, wherein the geometric solids are spheres or square-based truncated pyramids. 5. Pasywny kompozytowy pancerz ochronny według zastrz. 1, znamienny tym, że pręty 5 wykonane są ze stali nierdzewnej o podwyższonej wytrzymałości.5. A passive composite protective armor according to Claim 5; A method as claimed in claim 1, characterized in that the bars 5 are made of high-strength stainless steel.