RU111273U1 - CERAMIC CONTAINING PANEL - Google Patents

Abstract

1. Керамикосодержащая панель, включающая оболочку из нескольких слоев арамидной ткани, пропитанной полимерным связующим, керамические плитки и клеевой слой, отличающаяся тем, что клеевой слой выполнен армированным тканью, выбранной из группы, включающей стеклянную и арамидную ткани, и включает, по крайней мере, два слоя стеклянной или арамидной ткани с нанесенными на нее эпоксикаучуковыми клеевыми составами, причем первый из слоев имеет относительное удлинение 10-12%, а второй слой имеет относительное удлинение 35-40% при общей толщине армированного клеевого слоя 2,0-3,0 мм. ! 2. Керамикосодержащая панель по п.1, отличающаяся тем, что в качестве керамических плиток она содержит плитки, выполненные из триоксида алюминия. 1. Ceramic-containing panel, comprising a shell of several layers of aramid fabric impregnated with a polymeric binder, ceramic tiles and an adhesive layer, characterized in that the adhesive layer is made of a reinforced fabric selected from the group including glass and aramid fabric, and includes at least two layers of glass or aramid fabric with epoxy-rubber adhesives applied to it, the first layer having a relative elongation of 10-12%, and the second layer having a relative elongation of 35-40% with a total thickness of armro bath adhesive layer 2.0-3.0 mm. ! 2. Ceramic panel according to claim 1, characterized in that as ceramic tiles it contains tiles made of aluminum trioxide.

Description

Заявляемая полезная модель относится к средствам бронезащиты, в частности многослойным, и может быть использована для защиты техники, автомобилей, в том числе бронеавтомобилей типа Тигр, Волк, грузовых автомобилей (КАМАЗ и др.), железнодорожных вагонов, кораблей от поражения пулями и осколками.The claimed utility model relates to armor, in particular multi-layer, and can be used to protect equipment, cars, including armored vehicles such as the Tiger, Wolf, trucks (KAMAZ, etc.), railway cars, ships from being hit by bullets and fragments.

Для изготовления конструкций, предназначенных для удержания высокоэнергетического баллистического удара применяются многослойные панели (бронепанели), которые состоят из:For the manufacture of structures designed to hold high-energy ballistic impact, multilayer panels (armor panels) are used, which consist of:

- декоративно-защитного слоя (оболочка);- decorative protective layer (shell);

- лицевого слоя - керамических плиток;- front layer - ceramic tiles;

- соединительного (клеевого) слоя;- a connecting (adhesive) layer;

- опорного слоя (основания).- supporting layer (base).

Защитные свойства бронепанелей оцениваются в соответствии с ГОСТ Р 963-96 по классам, характеризующим стойкость к воздействию средств поражения при однократном ударе. Самые высшие классы бронепанелей - это 6 и 6а. Важнейшим показателем бронепанелей является также «живучесть», характеризующая стойкость к воздействию средств поражения при 3-х кратном ударе (должно быть обеспечено непробитие и отсутствие разрушения соседних плиток).The protective properties of the armored panels are evaluated in accordance with GOST R 963-96 according to the classes characterizing resistance to the effects of weapons with a single impact. The highest classes of armored panels are 6 and 6a. The most important indicator of armor panels is also the "survivability", which characterizes resistance to the effects of weapons with a 3-fold impact (non-penetration and absence of destruction of adjacent tiles should be ensured).

Известна бронепанель, состоящая из основания, выполненного из сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ) марки Дайнема или из нескольких слоев полипарафенилентерефталатамидной (полиарамидной) ткани марок Кевлар или ТСВМ-ДМС, промежуточного слоя - стеклопластика, титана или стали, на которой наклеены керамические плитки, закрытые оболочкой из ткани типа Дайнема, Кевлар и ТСВМ-ДМС [RU полезная мод. №51191, М. кл. F41H 1/02, 2006]. Защитные свойства указанной бронепанели соответствуют 5 классу, что недостаточно, а «живучесть» не соответствует требованиям, предъявляемым к бронепанелям в настоящее время.Known is an armored panel consisting of a base made of ultra-high molecular weight polyethylene (UHMWPE) of the Dainem brand or from several layers of polyparaphenylene terephthalamide (polyaramide) fabric of the Kevlar or TSVM-DMS brands, the intermediate layer is fiberglass, titanium or steel, on which ceramic tiles covered by a shell are glued fabrics of the type Dynema, Kevlar and TSVM-DMS [RU useful mod. No. 51191, M. cl. F41H 1/02, 2006]. The protective properties of the specified armor panels correspond to class 5, which is insufficient, and the "survivability" does not meet the requirements for armor panels at present.

Также известна многослойная бронепреграда, включающая основание из органокомпозита или алюминия, на котором с помощью эпоксидного клея (соединительного слоя) размещены пластины из карбида кремния, а оболочка изготовлена из арамидной ткани ТСВМ-ДМС, пропитанной эпоксидным связующим [RU №2393416, М. кл. F41H 5/04, 2010]. Бронепреграда имеет 6а класс защиты, однако ее «живучесть» не соответствует современным требованиям.Also known is a multilayer armored barrier, including an organocomposite or aluminum base, on which silicon carbide plates are placed using epoxy adhesive (connecting layer), and the shell is made of aramid fabric TSVM-DMS impregnated with an epoxy binder [RU No. 2393416, M. cl. F41H 5/04, 2010]. The armored obstacle has a protection class 6a, but its "survivability" does not meet modern requirements.

Также известна бронепанель, включающая основание из прессованного СВМПЭ (Дайнема) или нескольких слоев Кевлара, или ТСВМ-ДМС, керамические плитки с рифленой поверхностью в форме зубцов или волнистых линий, выполненные из карбида кремния, и оболочку [RU полезная модель №97508, М. кл. F41H 1/02, 2010]. Керамические плитки содержат не менее 94% масс карбида кремния. Рифленая поверхность обеспечивает лучшее сцепление с подложкой. Бронепанель имеет высокий класс защиты - 6-й. Однако «живучесть» указанной панели невысока: при трехкратном ударе разрушаются или «осыпаются» соседние керамические плитки. Кроме того, рифление поверхности требует применения дополнительных трудоемких технологических операций при изготовлении плиток.An armored panel is also known, including a base made of pressed UHMWPE (Daynema) or several Kevlar layers, or TSVM-DMS, ceramic tiles with a corrugated surface in the form of teeth or wavy lines made of silicon carbide, and a shell [RU utility model No. 97508, M. class F41H 1/02, 2010]. Ceramic tiles contain at least 94% of the mass of silicon carbide. Corrugated surface provides better adhesion to the substrate. The armor panel has a high protection class - 6th. However, the “survivability” of this panel is not high: with a three-time impact, neighboring ceramic tiles are destroyed or “crumbled”. In addition, the corrugation of the surface requires the use of additional labor-intensive technological operations in the manufacture of tiles.

Наиболее близкой по совокупности существенных признаков к заявляемой является бронепанель, содержащая оболочку, выполненную из нескольких слоев арамидной ткани типа Кевлар, Дайнема или ТСВМ-ДМС, пропитанную эпоксидным связующим, керамические плитки и основание из нескольких слоев композита на основе Кевлара или ТСВМ-ДМС, пропитанного полимерным связующим [RU полезная мод. №80935, М. кл. F41H 1/02, 2009]. Керамические плитки выполнены из спеченного карбида кремния с содержанием основного компонента не менее 88% масс. Бронепанель отвечает 6 классу защиты.The closest set of essential features to the claimed one is an armored panel containing a shell made of several layers of aramid fabric such as Kevlar, Dynem or TSVM-DMS, impregnated with an epoxy binder, ceramic tiles and a base of several layers of a composite based on Kevlar or TSVM-DMS impregnated polymer binder [RU useful mod. No. 80935, M. cl. F41H 1/02, 2009]. Ceramic tiles are made of sintered silicon carbide with a content of the main component of at least 88% of the mass. The armored panel meets the 6th class of protection.

При высоких достоинствах прототипа (легкость в сочетании с высоким классом защиты), он, как и аналоги, не обладает достаточной степенью «живучести».With the high advantages of the prototype (lightness combined with a high class of protection), it, like its analogues, does not have a sufficient degree of “survivability”.

Техническим результатом, на достижение которого направлена заявляемая полезная модель, является повышение «живучести» - обеспечение стойкости панели при 3-х кратном воздействии поражающих средств, - при сохранении класса защиты 6 и 6а по ГОСТ Р50963-96.The technical result, the claimed utility model is aimed at, is to increase the “survivability” - ensuring panel durability with 3-fold exposure to damaging means - while maintaining protection class 6 and 6a according to GOST R50963-96.

Указанный результат достигается тем, что у керамикосодержащей панели, включающей оболочку из нескольких слоев арамидной ткани, пропитанной полимерным связующим, керамические плитки и клеевой слой, клеевой слой выполнен армированным тканью, выбранной из группы, включающей стеклянную и арамидную ткани, и включает, по крайней мере, два слоя стеклянной или арамидной ткани с нанесенными на нее эпоксикаучуковыми клеевыми составами, причем первый из слоев имеет относительное удлинение 10-12%, а второй слой имеет относительное удлинение 35-40% при общей толщине армированного клеевого слоя 2,0-3,0 мм.This result is achieved in that in a ceramic-containing panel comprising a shell of several layers of aramid fabric impregnated with a polymer binder, ceramic tiles and an adhesive layer, the adhesive layer is made of reinforced fabric selected from the group consisting of glass and aramid fabric, and includes at least , two layers of glass or aramid fabric with epoxy rubber adhesives deposited on it, the first layer having a relative elongation of 10-12%, and the second layer has a relative elongation of 35-40% at The total thickness of the reinforced adhesive layer is 2.0-3.0 mm.

Керамические плитки выполнены из триоксида алюминия.Ceramic tiles are made of aluminum trioxide.

Заявляемая панель крепится к металлической поверхности защищаемого объекта, несущей в данном случае функцию основания.The inventive panel is attached to the metal surface of the protected object, bearing in this case the function of the base.

Устройство керамикосодержащей панели представлено на фигуре. Оно включает оболочку 1, керамические плитки 2, клеевые слои 3 и 4 и основание 5. Клеевые слои имеют различные значения величин относительного удлинения.The device of the ceramic panel is shown in the figure. It includes a shell 1, ceramic tiles 2, adhesive layers 3 and 4 and a base 5. The adhesive layers have different values of elongation.

Заявляемая полезная модель изготовлена методом химической сборки следующим образом: подготовка склеиваемых поверхностей структурных слоев (основание и керамические плитки), нанесение соединительных слоев, установка керамических плиток (лицевого слоя), защитно-декоративного слоя, отверждение керамикосодержащей панели при контактном давлении.The inventive utility model is made by the chemical assembly method as follows: preparation of glued surfaces of structural layers (base and ceramic tiles), application of connecting layers, installation of ceramic tiles (front layer), protective and decorative layer, curing of a ceramic-containing panel at contact pressure.

Керамикосодержащая бронепанель работает следующим образом.Ceramic armored panel works as follows.

При воздействии поражающего элемента разрушается оболочка 1, предназначенная для улавливания осколков керамических плиток 2, керамические плитки в свою очередь дробят поражающий элемент, гасят его первичную энергию и сами разрушаются. Было найдено, что у заявляемой бронепанели плитки, на которые не было оказано воздействие поражающих элементов, не осыпаются с бронепанели и не разрушаются, соединительный слой (клеевой) 3, 4 служит для соединения керамических плиток и основания 5, армирование клеевого слоя с переменными по толщине величинами относительного удлинения обеспечивает «живучесть» керамикосодержащих панелей, основание гасит остаточную энергию поражающего элемента.When exposed to a damaging element, the shell 1, which is designed to trap fragments of ceramic tiles 2, is destroyed, ceramic tiles, in turn, crush the damaging element, quench its primary energy and themselves are destroyed. It was found that the claimed armored panel tiles, which were not affected by damaging elements, do not crumble from the armored panel and do not collapse, the connecting layer (adhesive) 3, 4 serves to connect ceramic tiles and the base 5, reinforcing the adhesive layer with variable thickness the relative elongation provides the "vitality" of ceramic-containing panels, the base damps the residual energy of the damaging element.

Характеристики бронепанелей были определены при испытаниях прототипа и заявленной полезной модели.The characteristics of the armored panels were determined during testing of the prototype and the claimed utility model.

Прототип (контрольный пример 1).Prototype (control example 1).   СлойLayer ТолщинаThickness 1. Декоративно-защитный слой (оболочка) ткань арамидная, пропитанная эпоксидным связующим1. Decorative protective layer (sheath) aramid fabric impregnated with epoxy binder 1 мм1 mm 2. Керамические плитки 51,2×51,2 из спеченного карбида кремния (SiC)2. Ceramic tiles 51.2 × 51.2 of sintered silicon carbide (SiC) 8 мм8 mm 3. Клеевой слой3. Glue layer 0,5 мм0.5 mm 4. Опорный слой (основание) из композита на основе ткани Кевлар, пропитанной эпоксидным связующим4. Support layer (base) of a composite based on Kevlar fabric impregnated with an epoxy binder 7 мм7 mm Итого:Total: 16,5 мм16.5 mm

Заявленная бронепанель (пример 2).The claimed armor panel (example 2).   СлойLayer ТолщинаThickness 1. Декоративно-защитный слой - арамидная ткань, пропитанная полимерным связующим1. Decorative protective layer - aramid fabric impregnated with a polymer binder 1 мм1 mm 2. Керамические плитки 51,2×51,2 из Аl₂O₃ 2. Ceramic tiles 51.2 × 51.2 of Al ₂ O ₃ 8 мм8 mm 4. Армированный стеклотканью эпоксикаучуковый клеевой слой, состоящий из двух слоев: первый с относительным удлинением 12% и второй с относительным удлинением 40%4. Fiberglass reinforced epoxy rubber adhesive layer consisting of two layers: the first with an elongation of 12% and the second with an elongation of 40% суммарная 2,5 ммtotal 2.5 mm 5. Основание (опорный слой) из металлического сплава5. Base (backing layer) of metal alloy 5,0 мм5.0 mm Итого:Total: 16,5 мм16.5 mm Заявленная бронепанель (пример 3).The claimed armor panel (example 3).   СлойLayer ТолщинаThickness 1. Декоративно-защитный слой - арамидная ткань, пропитанная полимерным связующим1. Decorative protective layer - aramid fabric impregnated with a polymer binder 1 мм1 mm 2. Керамические плитки 51,2×51,2 из Аl₂O₃ 2. Ceramic tiles 51.2 × 51.2 of Al ₂ O ₃ 8 мм8 mm 4. Армированный арамидной тканью эпоксикаучуковый клеевой слой, состоящий из двух слоев: первый с относительным удлинением 10% и второй с относительным удлинением 35%4. Aramid fabric reinforced epoxy rubber adhesive layer, consisting of two layers: the first with an elongation of 10% and the second with an elongation of 35% суммарная 2,5 ммtotal 2.5 mm 5. Основание (опорный слой) из металлического сплава5. Base (backing layer) of metal alloy 5,0 мм5.0 mm Итого:Total: 16,5 мм16.5 mm

Характеристики панелей представлены в таблицеThe characteristics of the panels are presented in the table.

Как видно из таблицы заявленная полезная модель по сравнению с прототипом имеет более высокую стойкость к средствам поражения - класс 6а, а прототип удовлетворяет только требованиям класса 6; главное-прототип не удовлетворяет требованию «живучести», а заявленная полезная модель удовлетворяет требованию «живучести».As can be seen from the table, the claimed utility model in comparison with the prototype has a higher resistance to means of destruction - class 6a, and the prototype satisfies only the requirements of class 6; the main thing is that the prototype does not satisfy the requirement of “survivability”, and the claimed utility model satisfies the requirement of “survivability”.

ТаблицаTable         Свойства клеевого составаAdhesive Properties БронепанельArmored panel Класс защиты по ГОСТ Р50963-96Protection class according to GOST R50963-96 «Живучесть»^∗ Vitality ^∗ Клеевой слойAdhesive layer         Разрушающее напряжение при сдвиге, МПаShear breaking stress, MPa Относительное удлинение при растяжении, %Elongation at Tension,%       неармированныйunreinforced     ПрототипPrototype 66 -- 1010 4040                 армированныйreinforced 1-й-131st-13 1212 Бронепанель по примеру 2Armor panel according to example 2 6а6a ++       2-й-102nd-10 4040 Бронепанель по примеру 3Armor panel according to example 3 6а6a ++ армированныйreinforced 1-й-121st-12 1010 2-й-112nd-11 3535 ^∗«-» - не выдерживает испытание на «живучесть», «+» - выдерживает испытание на «живучесть». ^∗ “-” - does not pass the test for “survivability”, “+” - passes the test for “survivability”.

Claims (2)

1. Керамикосодержащая панель, включающая оболочку из нескольких слоев арамидной ткани, пропитанной полимерным связующим, керамические плитки и клеевой слой, отличающаяся тем, что клеевой слой выполнен армированным тканью, выбранной из группы, включающей стеклянную и арамидную ткани, и включает, по крайней мере, два слоя стеклянной или арамидной ткани с нанесенными на нее эпоксикаучуковыми клеевыми составами, причем первый из слоев имеет относительное удлинение 10-12%, а второй слой имеет относительное удлинение 35-40% при общей толщине армированного клеевого слоя 2,0-3,0 мм.1. Ceramic-containing panel, comprising a shell of several layers of aramid fabric impregnated with a polymeric binder, ceramic tiles and an adhesive layer, characterized in that the adhesive layer is made of a reinforced fabric selected from the group including glass and aramid fabric, and includes at least two layers of glass or aramid fabric with epoxy-rubber adhesives applied to it, the first layer having a relative elongation of 10-12%, and the second layer having a relative elongation of 35-40% with a total thickness of armro bath adhesive layer 2.0-3.0 mm. 2. Керамикосодержащая панель по п.1, отличающаяся тем, что в качестве керамических плиток она содержит плитки, выполненные из триоксида алюминия.

2. Ceramic panel according to claim 1, characterized in that as ceramic tiles it contains tiles made of aluminum trioxide.