RU112385U1 - Броня композиционная противоосколочная корабельная - Google Patents

Abstract

Броня композиционная противоосколочная корабельная. Полезная модель относится к области защиты боевых кораблей от воздействия боевых снарядов противника, а именно к области средств защиты людей, находящихся внутри корабельных помещений и защиты корабельного оружия, механизмов и приборов от осколков осколочно-фугасных артиллерийских снарядов, ракет и авиационных бомб. Основным поражающим фактором для боевых кораблей в бою являются осколочно-фугасные боевые заряды. При подрыве боевого заряда в 20 м от корабля, в среднем 1,5 осколка на один кубический метр достигнут корабль и будут иметь пробивную способность эквивалентную 15 мм-25 мм стальной брони. Броня композиционная противоосколочная корабельная состоит из слоев, количество, которых может быть от 3 до 37, общей толщиной от 25 мм до 275 мм, в зависимости от класса и ранга защищаемого корабля. Вес предлагаемой брони композиционной противоосколочной корабельной может составлять от 20% до 50% от веса аналогичной стальной брони. Послойный разрез брони композиционной противоосколочной корабельной изображен на рис.1. Первый слой (рис.1, поз.1) имеет толщину 5 мм и выполнен из композиционного материала, изготовленного на основе стекловолокна, пропитанного полимерным составом из эпоксидной смолы. Этот слой предназначен для защиты полезной модели от неблагоприятных факторов внешней среды. Также служит для передачи ударной волны от поражающего осколка на второй слой. Второй слой (рис.1, поз.2), имеет толщину от 10 мм до 20 мм в зависимости от общей толщины брони композиционной противоосколочной корабельной. Второй слой выполнен из композиционного материала, изготовленного на основе ткани из высокопрочного высокомодульного полиэтиленового волокна, саржевого плетения, пропитанного полимерным составом из эпоксидной смолы. Третий слой (рис.1, поз.3), выполнен из нетканого материала, на основе высокопрочного высокомодульного полиэтиленового волокна, толщиной от 10 мм до 30 мм в зависимости от общей толщины брони композиционной противоосколочной корабельной. Четвертый, пятый, шестой и последующие слои представляют собой, набор из слоев, идентичных второму и третьему слою, чередующиеся между собой. До достижения заданной общей толщины брони композиционной противоосколочной корабельной по п.1. формулы. Если броня композиционная противоосколочная корабельная находится в помещениях, где задымление и продукты термического разложения полиэтилена и эпоксидной смолы могут принести значительный вред, последний слой брони композиционной противоосколочной корабельной, выполняется из ситалла (рис.1, поз.4),. Все слои брони композиционной противоосколочной корабельной склеены между собой полимерным составом из эпоксидной смолы. Механизм пробития поражающим осколком действует следующим образом. Начиная с деформации поверхности, второго слоя, осколок подвергается отъему кинетической энергии. Волокна нетканого материала третьего слоя растягиваются, наматываются на осколок, при наличии высокой температуры плавятся. Все эти факторы увеличивают калибр осколка, и дальнейший его путь от слоя к слою становится, все более затруднен. Энергия поражающего осколка тратится на работу трения и разрывания высокопрочного высокомодульного волокна в твердых слоях и растяжение высокопрочных высокомодульных волокон в слоях из нетканого материала. Рабочая температура ситалла 750С. В связи с этим продукты термического разложения полиэтилена и эпоксидной смолы останутся внутри брони композиционной противоосколочной корабельной. При расположении брони композиционной противоосколочной корабельной на наружных конструкциях корабля слой ситалла не устанавливается. Внутренняя огнестойкость брони композиционной противоосколочной корабельной обеспечивается общеизвестным способом - введением в полимерный состав эпоксидной смолы антипиренов.

Description

Броня композиционная противоосколочная корабельная. Полезная модель относится к области защиты боевых кораблей от воздействия боевых снарядов противника, а именно к области средств защиты людей, находящихся внутри корабельных помещений и защиты корабельного оружия, механизмов и приборов от осколков осколочно-фугасных артиллерийских снарядов, ракет и авиационных бомб. Основным поражающим фактором для боевых кораблей в современном морском бою является воздействие на корабли осколочно-фугасных боевых зарядов противника. При хорошей защищенности боевых кораблей средствами противоракетной обороны и радиоэлектронного противодействия, прямые попадания в корабль маловероятны. Но подрыв осколочно-фугасного боеприпаса в радиусе 50 метров от корабля может привести к серьезной потери его боеспособности в виду поражения осколками. А при подрыве боевого заряда в 20 метрах от корабля большое количество осколков, в среднем 1-1,5 осколка на один кубический метр достигнут корабль и буду) иметь пробивную способность эквивалентную 15 мм - 25 мм стальной брони. Такую броню современные боевые корабли имеют в ничтожных количествах. Вес одного квадратного метра подобной стальной брони доходит до двухсот кг. Толщина стального корпуса современного корабля второго ранга 10-15 мм. Надстройки имеют толщину 5-7 мм. Броневая гомогенная сталь применяется на кораблях 1 и 2 ранга для бронирования артиллерийских установок и ракетных шахт. На кораблях 3 ранга применяется ограниченное количество алюминиевой брони для защиты кабельных линий. Например на фиг.1 показана броня композиционная противоосколочная корабельная состоящая из нескольких слоев, количество, которых может быть от 2 до 37, общей толщиной от 30 мм до 250 мм, в зависимости от класса защищаемого корабля. Послойный разрез брони композиционной противооскол очной корабельной изображен на фиг.1. Первый слой 1 имеет толщину 5 мм и выполнен из композиционного материала, изготовленного на основе стекловолокна, пропитанного полимерным составом из эпоксидной смолы. Этот слой предназначен для защиты от неблагоприятных факторов внешней среды. От механических повреждений при повседневной деятельности. Также служит для передачи ударной волны от поражающего осколка на второй слой. Второй слой 2, имеет толщину от 10 мм до 20 мм в зависимости от общей толщины брони композиционной противоосколочной корабельной. Второй слой выполнен из композиционного материала, изготовленного на основе ткани из высокопрочного высокомодульного полиэтиленового волокна саржевого плетения. Второй слой пропитывается полимерным составом из эпоксидной смолы. Третий слой брони композиционной противоосколочной корабельной 3, выполнен из нетканого материала, изготовленного на основе высокопрочного высокомодульного полиэтиленового волокна, саржевого плетения. Толщина третьего слоя от 10 мм до 30 мм в зависимости от общей толщины брони композиционной противоосколочной корабельной. Четвертый, пятый, шестой и последующие слои представляют собой, набор из слоев, идентичных второму и третьему слою брони композиционной противоосколочной корабельной, чередующиеся между собой, до достижения заданной общей толщины по п.1. формулы. Поражающие осколки снарядов часто имеют температуру способную подвергать полимерные материалы термическому разложению. Поэтому если броня композиционная противоосколочная корабельная находится внутри огнеопасного помещения корабля, или в помещениях, где задымление и продукты термического разложения полиэтилена и эпоксидной смолы могут принести значительный вред, последний слой, выполняется из ситалла (рис.1, поз.4). Ситалл, является термостойким, твердым с высокой плотностью материалом и защитит помещение от задымления и распространения огня. Все слои склеены между собой полимерным составом из эпоксидной смолы. Механизм пробития брони композиционной противоосколочной корабельной поражающим осколком действует следующим образом. Первый слой осколок проходит без значимой потери энергии пробития. Но при этом поверхность второго слоя перед проникновением осколка получает ударную волну и предварительную деформацию. Поэтому начиная с деформации самого поверхностного слоя осколок, подвергается отъему кинетической энергии. Через работу высокопрочных высокомодульных волокон, их разрывание, растяжение и трение. Без предварительной ударной волны от первого слоя, второй слой становится жертвенным. В этом случае входное отверстие от осколка получается меньше его геометрических размеров, что говорит о малой эффективности работы торможения. Третий слой также получает импульс от предварительной ударной волны. От этого эффективность слоя возрастает. Волокна нетканого материала третьего слоя растягиваются, наматываются на осколок, при наличии высокой температуры плавятся. Все эти факторы увеличивают калибр осколка, и дальнейший его путь от слоя к слою становится, все более затруднен. Энергия поражающего осколка тратится на работу трения и разрывания высокопрочного высокомодульного волокна в твердых слоях брони композиционной противоосколочной корабельной и растяжение высокопрочных высокомодульных волокон в слоях из нетканого материала. При температуре поражающего осколка более 200 градусов по Цельсию полиэтилен и эпоксидная смола разлагаются с выделением вредных для людей газов. Поэтому в случае если броня композиционная противоосколочная корабельная находится внутри корабельных помещений, то ее последний слой выполняется из ситалла. Рабочая температура си-галла 750С. Он имеет большую твердость и плотность. В связи с этим продукты термического разложения полиэтилена и эпоксидной смолы останутся внутри полезной модели и не принесут вреда людям. При расположении полезной модели на наружных конструкциях корабля слой ситалла не устанавливается. Так как горячий поражающий осколок внутри брони композиционной противоосколочной корабельной открытого пламени не вызывает. Поверхность брони композиционной противоосколочной корабельной имеет хорошую адгезию с использующимися в настоящее время огнестойкими корабельными покрытиями. И достаточная внешняя огнестойкость будет обеспечиваться этими покрытиями. Для обеспечения внутренней огнестойкости брони композиционной противоосколочной корабельной применяется общеизвестная практика введения в полимерный состав эпоксидной смолы антипиренов. Конструктивно корабли морской прибрежной зоны и корабли класса река-море могут иметь противоосколочную композиционную корабельную броню, состоящую из 2-5 слоев. Корабли второго и первого ранга могут бронироваться для защиты от поражения осколками 155 мм осколочно-фугасных артиллерийских снарядов, эквивалентных им боевых частей противокорабельных ракет и авиационных бомб. В этом случае применяется более пяти слоев брони композиционной противоосколочной корабельной. Вес предлагаемой противоосколочной композиционной корабельной брони может составлять от 20% до 50% от веса аналогичной стальной гомогенной брони. Аналогами полезной модели брони композиционной противоосколочной корабельной являются: 1. Патент RU94037605 А1 МПК 6 F41H 1/02 Заявитель(и): Бахарева В.Е., Дмитриева М.Н., Панфилов Н.А., Чурикова А.А. Автор(ы): Бахарева В.Е., Дмитриева М.Н., Панфилов Н.А., Чурикова А.А. «Композиционный материал для бронежилетов». Изобретение относится к области разработки и создания средств индивидуальной защиты и направлено на снижение массы и стоимости изготовления бронежилетов при сохранении ими стойкости к поражающим факторам. Сущность заключается в том, что материал составлен из трех разнородных материалов, обеспечивающих в совокупности требуемую пулестойкость: лицевого слоя из листа алюминиево-магниевого сплава, опорного слоя из армированного стеклотканью низкомолекулярного полиэтилена и пенополиэтилена в качестве амортизирующего слоя. Соотношение толщин перечисленных слоев предложено принять, как 1:(2:3):(3:4). В сравнении с ранее применявшимися материалами на основе сплавов титана и тканей из арамидного волокна использование нового композиционного материала позволяет уменьшить стоимость производства бронежилетов в несколько раз. 2-Полезная модель RU26242 U1 МПК⁷ Е05G 1/0240 ткрытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт стали", в/ч 6686Автор(ы):Ильин А.В., Карих А.Ю., Соколов В.В., Шаров А.А. Патентообладатель(и): Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт стали", в/ч 6686 «Защитная структура»Формула полезной модели. 1. Защитная структура, состоящая из набора комбинированных слоев, отличающаяся тем, что в ней слои выполнены в виде набора броневых преград, металлической или полимерной пластин и слоя упругого материала, при этом слои из набора броневых преград расположены относительно друг друга с зазором, а слой упругого материала закреплен на лицевой стороне металлической или полимерной пластины. 2.Защитная структура по п.1, отличающаяся тем, что в ней зазор между слоем броневых преград и металлической или полимерной пластиной заполнен пористым теплоизолирующим материалом. 3.Защитная структура по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что слой упругого материала соединен с металлической или упругой пластиной клеевым соединением. 3. Википедия, эскадренные миноносцы типа «Арли Берк». Эти миноносцы относятся к наиболее защищенным эсминцам современных флотов мира. Всего для защиты основных боевых постов и агрегатов эсминца типа «Арли Берк» расходуется более 130 тонн кевлара (арамидные волокна). Целям защиты механизмов и оборудования ниже ватерлинии также служит местное противоосколочное бронирование из высокопрочных алюминиево-магниевых сплавов до 25,4 мм толщиной. Защита боевого корабля «Арли Берк» имеет существенный недостаток. Кевлар (арамидные волокна) при намокании теряют защитные свойства. Кроме этого гарантийный срок сохранения защитных свойств арамидных волокон 6-8 лет, что для корабельных конструкций является малым сроком. За прототип брони композиционной противоосколочной корабельной принята Полезная модель RU 26242 U1 (51) МПК ⁷ E05G 1/024. Защитная структура, состоящая из набора комбинированных слоев, отличающаяся тем, что в ней слои выполнены в виде набора броневых преград, металлической или полимерной пластин и слоя упругого материала, при этом слои из набора броневых преград расположены относительно друг друга с зазором, а слой упругого материала закреплен на лицевой стороне металлической или полимерной пластины. Зазор между слоем броневых преград и металлической или полимерной пластиной заполнен пористым теплоизолирующим материалом. Слой упругого материала соединен с металлической или упругой пластиной клеевым соединением. Данная полезная модель имеет с предлагаемой полезной моделью общие решения. Обои полезные модели состоят из набора комбинированных слоев, броневых преград, соединенных клеевым соединением. Слои сделаны из разнородных материалов. Слои предназначены для защиты от высокоэнергетических осколков и фугасного поражения. Прототип, имеет существенный недостаток. Зазор между слоем броневых преград и металлической или полимерной пластиной и упругий материал из-за малой энергопоглощающей способности данного конструктивного решения, могут осуществлять функцию защиты от осколочно-фугасного поражения противокорабельных боеприпасов только при соответствии 15-20 мм гомогенной брони. Соответственно вес брони должен быть более 200 кг кв.м. Такая броня не может эффективно применяться на современных военных кораблях.

Claims (7)

1. Броня композиционная противоосколочная корабельная, отличающаяся тем, что состоит из слоев, количество которых может быть от 2 до 37, общей толщиной от 30 мм до 250 мм в зависимости от класса корабля.

2. Броня композиционная противоосколочная корабельная по п.1, отличающаяся тем, что первый слой имеет толщину 5 мм и выполнен из композиционного материала, изготовленного на основе стекловолокна, пропитанного полимерным составом из эпоксидной смолы.

3. Броня композиционная противоосколочная корабельная по п.1, отличающаяся тем, что второй слой имеет толщину от 10 мм до 20 мм в зависимости от общей толщины и выполнен из композиционного материала, изготовленного на основе ткани из высокопрочного высокомодульного полиэтиленового волокна саржевого плетения, пропитанного полимерным составом из эпоксидной смолы.

4. Броня композиционная противоосколочная корабельная по п.1, отличающаяся тем, что третий слой выполнен из нетканого материала на основе высокопрочного высокомодульного полиэтиленового волокна, толщиной от 10 мм до 30 мм в зависимости от общей толщины.

5. Броня композиционная противоосколочная корабельная по п.1, отличающаяся тем, что четвертый, пятый, шестой и последующие слои представляют собой набор из слоев, идентичных второму и третьему слою, чередующиеся между собой, до достижения заданной общей толщины.

6. Броня композиционная противоосколочная корабельная по п.1, отличающаяся тем, что, если находится внутри помещения корабля, последний слой выполнен из ситалла.

7. Броня композиционная противоосколочная корабельная по п.1, отличающаяся тем, что все слои склеены между собой полимерным составом из эпоксидной смолы.