RU125327U1 - ARMORED BATTLE - Google Patents

Abstract

Предлагаемая полезная модель относится к бронепреградам и может быть использована для изготовления средств индивидуальной защиты (бронежилеты, бронещиты, броненакладки и др.) от бронебойных пуль стрелкового оружия и осколков разорвавшихся боезарядов, а также для использования при защите стационарных объектов и транспортных средств (бронемашин, БМП, БТР, автомобилей, летающих аппаратов, емкостей, контейнеров и др.). Задачей предлагаемой полезной модели является обеспечение защиты живой силы и объектов техники от бронебойных пуль с сердечниками, имеющими высокую твердость и остроконечную головную часть. В процессе решения поставленной задачи достигается технический результат, заключающийся в образовании многофрагментарного разрушения сердечника, и как следствие снижение его бронебойных свойств, в образовании крупных фрагментов при разрушения пластинок бронепанели, и как следствие, уменьшении вероятности получения заброневой контузионной травмы, при повторных воздействиях пули в данный участок бронепанели, нарушенная монолитность пулезащитных металлокерамических плиток, имеет крупную фрагментацию и как следствие, уменьшается деформации тыльной стороны, уменьшения рикошета, при попадании пули в бронепанель под углом. Указанный технический результат достигается тем, что бронепанель пулезащитная содержит оболочку промежуточный слой, в котором размещены плитки, расположенный на основании, при этом плитки выполнены из металлокерамического сплава на металлической связке плотностью не более 6,4 г/см³, с пределом прочности при изгибе не ниже 1600 МПа, твердостью по Роквеллу, HRA не ниже 89, и коэффициент интенсивности напряжений К_1с не ниже 8 МПа*м^½. The proposed utility model relates to armored obstacles and can be used for the manufacture of personal protective equipment (body armor, armored vehicles, armor plates, etc.) from armor-piercing bullets of small arms and fragments of exploded warheads , BTR, cars, flying vehicles, tanks, containers, etc.). The objective of the proposed utility model is to ensure the protection of manpower and objects of technology from armor-piercing bullets with cores having high hardness and a pointed head. In the process of solving the task, the technical result is achieved, which consists in the formation of multifragmental destruction of the core, and as a consequence, a decrease in its armor-piercing properties, in the formation of large fragments during the destruction of the armor plates, and as a result, in the probability the section of the armored panel, the broken solidity of the bullet-proof metal-ceramic tiles, has a large fragmentation and as a result, de deformations of the back side, reducing the bounce, in contact with a bullet in the armor panels at an angle. This technical result is achieved by the fact that the armored bulletproof panel contains a shell intermediate layer in which the tiles are placed, located on the base, while the tiles are made of a metal-ceramic alloy on a metal bond with a density of not more than 6.4 g / cm ³ , with a flexural strength not below 1600 MPa, Rockwell hardness, HRA not lower than 89, and stress intensity factor K _1s not lower than 8 MPa * m ^½ .

Description

Предлагаемое изобретение относится к бронепреградам и может быть использовано для изготовления средств индивидуальной защиты (СИЗ) (бронежилеты, бронещиты, броненакладки и др.) от бронебойных пуль стрелкового оружия и осколков разорвавшихся боезарядов, а также для использования при защите стационарных объектов и транспортных средств (бронемашин, БМП, БТР, автомобилей, летающих аппаратов, емкостей, контейнеров и др.).The present invention relates to armored obstacles and can be used for the manufacture of personal protective equipment (PPE) (body armor, armored seats, armor plates, etc.) from armor-piercing bullets of small arms and fragments of exploded warheads, as well as for use in protecting stationary objects and vehicles (armored vehicles , BMP, BTR, cars, flying vehicles, tanks, containers, etc.).

Известна броня для защитного жилета от поражения пулями с высокой кинетической энергией с целью снижения травмы человека от их воздействия (Патент RU 2062430). Броня выполнена в виде нескольких расположенных одна рядом с другой плит из твердого материала, помещенных в вязкую на удар оболочку, и образующих компактный блок при соотношении массы блока к площади его тыльной поверхности не менее 0,28 кг/дм2, причем площадь блока не менее 2,5 дм2.Known armor for a protective vest from damage by bullets with high kinetic energy in order to reduce human injury from their impact (Patent RU 2062430). The armor is made in the form of several slabs of solid material placed one next to another, placed in a sheath that is viscous to the impact, and forming a compact block with a ratio of the mass of the block to its back surface area of at least 0.28 kg / dm2, and the block area is at least 2 , 5 dm2.

Недостатком данного технического решения являются. Бронепанель не монолитна, а разделена на секции (плиты). Плита, даже если она не будет пробита, нанесет сильнейшую травму человеку в связи с тем, что площадь плиты значительно меньше площади всего блока. Если она выполнена из стали, то с учетом веса вязкой оболочки ее толщина должна находится в пределах 3,0-3,5 мм, что не является препятствием для пуль с закаленными стальными сердечниками, имеющими остроконечную головную часть. Если твердым материалом является керамика, то для обеспечения ее работоспособности в составе бронепанели необходим ее жесткий подпор с тыльной стороны, так как в противном случае она будет просто раскалываться ввиду очень низкой пластичности, пропуская сердечник пули. При попадании сердечника пули в стык, между блоками, он практически беспрепятственно проходит через бронепанель, поражая человека.The disadvantage of this technical solution is. The armor panel is not monolithic, but is divided into sections (plates). The plate, even if it is not pierced, will cause the strongest injury to a person due to the fact that the area of the plate is much smaller than the area of the whole block. If it is made of steel, taking into account the weight of the viscous shell, its thickness should be in the range of 3.0-3.5 mm, which is not an obstacle for bullets with hardened steel cores with a pointed head. If ceramics is a hard material, then to ensure its efficiency, the armored panel needs hard back support, otherwise it will simply crack due to the very low ductility, letting the bullet core through. When a bullet core hits the joint, between the blocks, it passes through the armored panel almost unchecked, striking a person.

Известна бронепреграда (Патент RU 2102688), состоящая из высокопрочной конструкционной легированной стали, с лицевой стороны которой размещена пластина из средне- или высокопрочного титанового сплава, а с тыльной стороны также пластина из титанового сплава и затем многослойный пакет из баллистической ткани.Known armored (Patent RU 2102688), consisting of high-strength structural alloyed steel, on the front of which is placed a plate of medium or high strength titanium alloy, and on the back side also a plate of titanium alloy and then a multi-layer packet of ballistic fabric.

Недостатком данного изобретения является. Бронепанель по данному изобретению не рассчитана для защиты от пуль с высокотвердым закаленным сердечником из стали или твердого сплава обладающего высокими физико-механическими свойствами, имеющими остроконечную головную часть. В силу того, что титановые сплавы имеют невысокий уровень твердости и предела прочности, не превышающий 1150-1200 МПа, поэтому не представляют серьезного препятствия для высокотвердых сердечников, которые при соударении с более мягким материалом не разрушаются и не деформируются при прохождении через него.The disadvantage of this invention is. The armor panel according to this invention is not designed to protect against bullets with a highly hard tempered core made of steel or hard alloy with high physico-mechanical properties, having a pointed head part. Due to the fact that titanium alloys have a low level of hardness and tensile strength not exceeding 1150-1200 MPa, they therefore do not represent a serious obstacle for highly hard cores, which, when colliding with softer material, do not break or deform when passing through it.

По мнению авторов патента RU №2296288 бронепанель должна обладать двумя важными свойствами, а именно, высокой твердостью поверхностного слоя, способного разрушить острый нос термоупрочненного стального сердечника пули БЗ-43 и необходимой вязкостью металла стальной бронепанели, достаточной для поглащения энергии удара пули без образования трещин и разрушения стальной брони, т.е. бронепреграда должна быть многослойной. Исходя из данных свойств ими предлагается техническое решение бронепреграды, состоящее из композиционной системы, состоящей из четырех слоев: лицевого высокотвердого слоя керамики толщиной 1,5±0.2 мм одного из материалов: оксид алюминия - Al2O3, карбид кремния - SiC, карбид бора - B4O, подслоя, состоящего из пластичного и вязкого никель-алюминиевого (Ni+Al) сплава толщиной 0,1-0,15 мм, бронепанели из высокопрочной конструкционной стали и тканевого бронеслоя из ткани ТСВМ.According to the authors of patent RU No. 2296288, the armored panel should have two important properties, namely, high hardness of the surface layer capable of destroying the sharp nose of the heat-strengthened steel core of the BZ-43 bullet and the required viscosity of the metal of the steel armored panel sufficient to absorb the impact energy of the bullet without cracking and steel armor destruction, i.e. armored obstacle should be multi-layered. On the basis of these properties, they propose a technical solution for an armored barrier consisting of a composite system consisting of four layers: a front highly hard ceramic layer 1.5 ± 0.2 mm thick of one of the materials: aluminum oxide - Al2O3, silicon carbide - SiC, boron carbide - B4O, sublayer consisting of ductile and viscous nickel-aluminum (Ni + Al) alloy 0.1-0.15 mm thick, armored panels of high-strength structural steel and fabric armor-layer from TSVM fabric.

Проведенные авторами предлагаемого изобретения исследования механизма пробития аналогичных бронепреград бронебойными патронами с сердечником из твердого сплава, имеющего остроконечную головную часть, показали, что высокопрочная сталь не является преградой для твердосплавного сердечника. В месте контакта сердечника и преграды, это достаточно малая площадь контакта, концентрируется огромное количество энергии, которой достаточно, что бы расплавить высокопрочную сталь, с сохранением остроконечной формы головной части сердечника. Тонкий поверхностный слой из высокопрочной керамики дает множество мелких осколков, в силу низкой трещиностойкости (коэффициент интенсивности напряжений K_1c не более 4-5 МПа_*м^1/2) и также не разрушает сердечник из твердого сплава.Carried out by the authors of the present invention, the study of the mechanism of penetration of similar armor-proof armor-piercing cartridges with a core of hard alloy, having a pointed head, showed that high-strength steel is not an obstacle to the hard-alloy core. At the point of contact between the core and the barrier, this is a relatively small contact area, a huge amount of energy is concentrated, which is enough to melt high-strength steel, while preserving the pointed shape of the head part of the core. A thin surface layer of high-strength ceramics gives a lot of small fragments, due to the low crack resistance (stress intensity factor K _1c not more than 4-5 MPa _* m ^1/2 ) and also does not destroy the hard alloy core.

Исследования показали, бронепреграда должна иметь твердость сопоставимую с твердость сердечника пули, иметь высокую трещиностойкость (коэффициент интенсивности напряжений K_1c МПа_*м^1/2) сопоставимую с трещиностойкостью твердого сплава марки ВК8, чтобы при соударении не происходило мелкой дефрагментации элементов бренеприграды. Данное техническое решение не обладает данными свойствами. Вследствие этого, при попадании в бронепреграду твердосплавного сердечника, защищаемый объект имеет высокую степень вероятности быть разрушенным или быть пораженным.Studies have shown that an armored obstacle should have a hardness comparable to that of the core of a bullet, have a high crack resistance (stress intensity factor K _1c MPa _* m ^1/2 ) comparable to the crack resistance of a hard alloy of the VK8 grade so that a small defragmentation of the elements of the biometrics occurs during the impact. This technical solution does not possess these properties. As a result, when a carbide core hits the armored barrier, the protected object has a high degree of probability of being destroyed or be hit.

Известна конструкция пулезащитной панели позволяющая решить задачу пулестойкости и живучести средств бронезащиты, в частности бронежилета (Патент RU №2130159). Пулезащитная панель для средств бронезащиты, содержит оболочку и керамическую плиту, расположенную на слоистом основании, при этом она дополнительно содержит промежуточный слой, выполненный на основе усадочной ткани или из упруго деформированного отвержденного эластомерного вещества, а керамическая плитка размещена в промежуточном слое в состоянии всестороннего сжатия величиной 6-18% от разрушающего напряжения керамики при растяжении.A known construction of a bulletproof panel allows to solve the problem of bulletproofness and survivability of means of armor protection, in particular body armor (Patent RU №2130159). The bulletproof panel for armor protection means contains a shell and a ceramic plate located on a layered base, while it additionally contains an intermediate layer made on the basis of shrinking fabric or from an elastically deformed cured elastomer substance, and the ceramic tile is placed in an intermediate layer in a state of all-sided compression with the value 6-18% of the breaking stress of ceramics under tension.

Указанная конструкция пулезащитной панели для бронежилета, принятая в качестве прототипа, позволяет в основном решить задачи обеспечения пулестойкости и живучести бронепанелей от патронов имеющих стальные сердечники. Керамическая плитка, принимающая основную часть кинетической энергии пули, размещенная в промежуточном слое панели и находящаяся в состоянии всестороннего сжатия на величину 6-18% от разрушающего напряжения материала керамики при растяжении, при соударении с сердечником пули из твердого сплава разрушается на мелкие фрагменты. Литой керамический материал обладает низкой трещиностойкостью. Практически при повторном попадании пули в данную пластину, сердечник свободно ее проходит. Напряжение всестороннего сжатия, в котором находится керамическая плитка в промежуточном слое, безусловно создает дополнительный потенциальный энергетический барьер, препятствующий разрушению керамики под действием растягивающих сил при ударе пули. Но если этот энергетический барьер превышен, что происходит при соударении с твердосплавным сердечником, имеющим остроконечную головную часть, то происходит разрушение всей керамической плитки на мелкие фрагменты. Тем самым снижается живучесть бронежилета, особенно после двух попаданий пули на 1 дм² поверхности.This design bulletproof panel for body armor, adopted as a prototype, allows you to basically solve the problem of providing bullet resistance and survivability of armored plates from cartridges with steel cores. Ceramic tile, which receives the main part of the kinetic energy of the bullet, is placed in the intermediate layer of the panel and is in a state of all-round compression of 6-18% of the breaking stress of the ceramic material under tension, when colliding with a core of a solid alloy bullet breaks into small fragments. Cast ceramic material has a low crack resistance. Practically when the bullet hits the plate again, the core passes it freely. The all-round compression stress in which the ceramic tile is located in the intermediate layer certainly creates an additional potential energy barrier preventing the destruction of ceramics under the action of tensile forces when a bullet hits. But if this energy barrier is exceeded, which occurs when a collision with a carbide core having a pointed head, then the entire ceramic tile is broken into small fragments. This reduces the survivability of the body armor, especially after two bullet hits per 1 dm ² surface.

Однако, современные тактико-технические требования к средствам бронезащиты формулируют более высокие показатели живучести при воздействии высокоэнергетических бронебойных пуль и пуль повышенной пробиваемости винтовочных патронов калибром 7,62 и выше. Одновременно повышаются требования к уровню защиты человека от контузионной травмы при непробитии защитной композиции, при этом изделия должны быть технологичны, относительно легкими и экономичными при производстве.However, modern tactical and technical requirements for armor protection formulate higher survivability rates when exposed to high-energy armor-piercing bullets and bullets with increased penetrability of rifle cartridges of 7.62 caliber and above. At the same time, the requirements for the level of protection of a person from a contusion injury during non-penetration of a protective composition increase, while the products must be technological, relatively light and economical in production.

Задачей предлагаемого изобретения является обеспечение защиты живой силы и объектов техники от бронебойных пуль с сердечниками, имеющими высокую твердость и остроконечную головную часть.The task of the invention is the provision of protection of manpower and objects of technology from armor-piercing bullets with cores having a high hardness and a pointed head.

В процессе решения поставленной задачи достигается технический результат, заключающийся в образовании многофрагментарного разрушения сердечника, и как следствие снижение его бронебойных свойств, в образовании крупных фрагментов при разрушения пластинок бронепанели, и как следствие, уменьшении вероятности получения заброневой контузионной травмы, при повторных воздействиях пули в данный участок бронепанели, нарушенная монолитность пулезащитных металлокерамических плиток, имеет крупную фрагментацию и как следствие, уменьшается деформации тыльной стороны, уменьшения рикошета, при попадании пули в бронепанель под углом. Указанный технический результат достигается тем, что бронепанель пулезащитная содержит оболочку, промежуточный слой, в котором размещены плитки, расположенный на основании, при этом оболочка состоит из последовательно расположенных слоев ткани из высокомодульного волокна, пропитанного полимерным связующим, и промежуточного слоя выполненого из низкоуглеродистой стали с твердостью не более 20 HRC, основание состоит из последовательно расположенных слоев ткани из высокомодульного волокна, пропитанного полимерным связующим, слоя толщиной 0,5-5,0 мм из высокопрочной стали с твердостью 40^---57 HRC и слоя войлока из натуральных или искусственных волокон, или вспененного полимера, плитки выполнены из металлокерамического сплава на металлической связке плотностью не более 6,4 г/см³, с пределом прочности при изгибе не ниже 1600 МПа, твердостью по Роквеллу, HRA не ниже 89, и коэффициентом интенсивности напряжений K_1c не ниже 8 МПа_*м^1/2, плитки со стороны, обращенной к наружному слою оболочки, со стороны поражения пулей, шлифованы и имеют шероховатость поверхности не более Ra 1,6, плитки уложены, как минимум, в один слой и, как минимум, двух типоразмеров отличающихся по толщине на 0,8-5,0 мм. Кроме этого, не менее 60%, массы металлокерамического сплава имеет зернистость (0,4-5,0) мкм, пористость металлокерамического сплава составляет не более 0,3% объема, толщина металлокерамических плиток находится в пределах 1,5-30,0 мм, зазор между контактирующими гранями плиток в пределах 1,0 мм.In the process of solving the task, the technical result is achieved, which consists in the formation of multifragmental destruction of the core, and as a consequence, a decrease in its armor-piercing properties, in the formation of large fragments during the destruction of the armor plates, and as a result, in the probability the section of the armored panel, the broken solidity of the bullet-proof metal-ceramic tiles, has a large fragmentation and as a result, de deformations of the back side, reducing the bounce, in contact with a bullet in the armor panels at an angle. This technical result is achieved by the fact that the armored bulletproof panel contains a shell, an intermediate layer in which tiles are placed, located on the base, while the shell consists of successive layers of fabric from high modulus fiber impregnated with a polymeric binder, and an intermediate layer made of low carbon steel with hardness no more than 20 HRC, the base consists of successive layers of fabric from high modulus fiber impregnated with a polymeric binder, the layer is thick 0.5-5.0 mm high-strength steel with a hardness of 40 ^--- 57 HRC and a layer of felt made from natural or artificial fibers, or foamed polymer, the tiles are made of a metal-ceramic alloy on a metal bond with a density of not more than 6.4 g / cm ³ , with a flexural strength of not less than 1600 MPa, Rockwell hardness, HRA not less than 89, and stress intensity factor K _1c not less than 8 MPa _* m ^1/2 , tiles on the side facing the outer layer of the shell, on the affected side bullet, ground and have a surface roughness of not more than Ra 1.6, the tiles are laid, ak least one layer and at least two different sizes of 0.8-5.0 mm in thickness. In addition, not less than 60% of the mass of the cermet alloy has a grain size of (0.4-5.0) microns, the porosity of the cermet alloy is not more than 0.3% of the volume, the thickness of the cermet tiles is in the range of 1.5-30.0 mm , the gap between the contacting edges of the tiles in the range of 1.0 mm.

керамическим материалом является карбид титана, и/или нитрид титана, и/или карбид молибдена, и/или карбид хрома, и/или карбид ванадия, и/или карбид циркония, металлическим связующим является металл Ni, и/или Mo, и/или Co, и/или Cr, и/или Fe, и/или Al, и/или Ti, и/или их смеси и/или соединения, содержание металлического связующего составляет 6-60% по массе, металлокерамические плитки двух типоразмеров и уложены в бронепанели в шахматном порядке, промежуточный слой выполненный из металла или стали с твердостью не более 20 HRC имеет толщину 0,5-15,0 мм, промежуточный слой, в котором размещены плитки, выполнен из эластомерного вещества, слой обращенный к наружному слою оболочки, со стороны поражения пулей, армирован металлическими элементами в виде колец и/или пластин с отверстием, и/или металлической сеткой, металлические элементы выполнены из высокопрочных не хрупких металлических материалов, сторона оболочки, обращенная к защищаемому объекту имеет слой баллистической ткани.The ceramic material is titanium carbide, and / or titanium nitride, and / or molybdenum carbide, and / or chromium carbide, and / or vanadium carbide, and / or zirconium carbide, the metal binder is Ni metal, and / or Mo, and / or Co, and / or Cr, and / or Fe, and / or Al, and / or Ti, and / or their mixtures and / or compounds, the content of the metal binder is 6-60% by weight, metal-ceramic tiles of two sizes and laid in armored panels in a checkerboard pattern, the intermediate layer made of metal or steel with a hardness of not more than 20 HRC has a thickness of 0.5-15.0 mm, intermediate the layer in which the tiles are placed is made of an elastomeric substance, the layer facing the outer layer of the shell, from the side affected by a bullet, is reinforced with metal elements in the form of rings and / or plates with a hole and / or metal mesh, metal elements are made of high-strength, non-fragile metallic materials, the side of the shell facing the protected object has a layer of ballistic fabric.

Большинство бронепанелей имеют недостаточный уровень живучести и защиты от заброневой контузионной травмы, особенно при повторных воздействиях ввиду нарушения монолитности и, как следствие, увеличения деформации защитных слоев тыльной стороны. Этих недостатков практически лишена предлагаемая конструкция бронепанели пулезащитной, позволяющая существенно улучшить показатели прототипа - эффективность защиты.Most of the armored plates have an insufficient level of survivability and protection against zabroevoy contusion injury, especially with repeated effects due to the violation of solidity and, as a consequence, an increase in the deformation of the protective layers of the back side. These shortcomings are practically devoid of the proposed design of a bulletproof armor panel, which allows to significantly improve the performance of the prototype - the effectiveness of protection.

На основе проведенных авторами исследований по механизмам разрушения бронепанелей изготовленных из различных материалов и проведенных математических расчетов разрушения преград при соударении с твердосплавными сердечниками, были определены требования к механическим свойствам бронепанели, к микроструктуре металлокерамических плиток, их геометрическим размерам, взаимному положению. Также были определены материалы из которых возможно изготовление металлокерамических пластинок, способных противостоять пулям с сердечниками из твердого сплава. Наличие дополнительных оболочек и слоев выполненных из различных материалов, которые способствуют значительному повышения защитных свойств бронепанели и расширяют область их использования от бронежилетов до использования при защите стационарных объектов и транспортных средств (бронемашин, БМП, БТР, автомобилей, летающих аппаратов, емкостей, контейнеров и др.).On the basis of research conducted by the authors on the mechanisms of destruction of armor plates made of various materials and mathematical calculations of the destruction of obstacles in collisions with carbide cores, requirements were determined for the mechanical properties of the armor panel, the microstructure of metal-ceramic tiles, their geometric dimensions, and mutual position. The materials from which it is possible to manufacture metal-ceramic plates capable of withstanding bullets with hard metal cores were also identified. The presence of additional shells and layers made of various materials, which contribute to a significant increase in the protective properties of armor panels and expand their use from body armor to use in the protection of stationary objects and vehicles (armored vehicles, infantry fighting vehicles, armored personnel carriers, cars, flying vehicles, tanks, containers, etc. .).

На чертеже схематично представлена бронепанель пулезащитная, где позициями обозначены следующие элементы: 1 - оболочка, 2 - промежуточный слой, 3 - основание на котором.расположен промежуточный слой с металлокерамическими плитками, 4 -слой баллистической ткани.The drawing is a schematic representation of the bulletproof armored panel, where the positions denote the following elements: 1 - shell, 2 - intermediate layer, 3 - base on which the intermediate layer with ceramic-metal tiles is located, 4 - layer of ballistic fabric.

Оболочка 1 состоит из последовательно расположенных слоев 1.1 ткани из высокомодульного волокна, пропитанного полимерным связующим, и промежуточного слоя 1.2 выполненного из металла или низкоуглеродистой стали с твердостью не более 20 HRC. Слои 1.1, могут выполняться на основе ткани из волокна СВМ, а также терлона или кевлара и полимерного связующего, например эпоксидного эпоксифенольного или эластомерного (ЭДТ-10, ЭНФБ, СКУПФЛ).Shell 1 consists of successive layers 1.1 of fabric from high modulus fiber impregnated with a polymeric binder and intermediate layer 1.2 made of metal or low carbon steel with a hardness of not more than 20 HRC. Layers 1.1 can be made on the basis of a fabric made from fiber of synthetic liquid, as well as terlon or kevlar and a polymeric binder, for example, epoxy epoxy-phenolic or elastomeric (EDT-10, ENFB, SKUPFL).

Промежуточный слой 2 состоит из металлокерамических плиток 2.1 и слоя 2.2. В зависимости от назначения бронепанели, толщина плиток 2.1 находится в пределах 1,5-30,0 мм. Плитки плотно прилегают друг к друг, что бы исключить межплиточное пробитие бронепанели, зазор «В» между контактирующими гранями плиток должен быть в пределах 0,01-1.0 мм. Что бы уменьшить явление рикошета, укладку плиток, имеющих различную толщину проводят в шахматном порядке, что позволяет «задержать» пулю в бронепанеле, при ее попадании под углом к поверхности плиток. Дополнительно для этих целей, а также для увеличения энергии рассеивания при прохождении пули на поверхность плиток нанесен слой 2.2, из эластомерного вещества, армированного металлическими элементами в виде колец и/или пластин с отверстием, и/или металлической сеткой, изготовленных высокопрочных не хрупких материалов. Поверхности «А» металлокерамических плиток со стороны, обращенной к наружному слою оболочки, со стороны поражения пулей, шлифованы и имеют шероховатость поверхности не более Ra 1,6. Шлифование поверхности значительно повышает прочность материала на изгиб и трещиностойкость. Материал из которого могут быть изготовлены керамические плитки это в основном карбид титана, и/или нитрид титана, и/или карбид молибдена, и/или карбид хрома, и/или карбид ванадия, и/или карбид циркония, в качестве связки могут быть использованы металлы Ni, и/или Mo, и/или Co, и/или Cr, и/или Fe, и/или Al и/или их смеси и/или соединения. В зависимости от необходимых свойств металлокерамических пластин количество связки, а так же сочетание карбидов и нитридов металлов может быть различно, при этом металлического связующего в пределах 6-60% по массе. Что бы получить необходимые свойства материала плитки, такие как плотность не более 6,4 г/см³, с предел прочности при изгиб не ниже 1600 МПа, твердость по Роквеллу, HRA не ниже 89, и коэффициент интенсивности напряжений K_1c не ниже 8 МПа_*м^1/2. материал должен иметь зернистость не менее 60% объема в пределах 0,4-5,0 мкм, пористость сплава не более 0,3% объема и изготовлен из относительно легких материалов.The intermediate layer 2 consists of cermet tiles 2.1 and layer 2.2. Depending on the purpose of the armored panel, the thickness of the tiles 2.1 is in the range of 1.5-30.0 mm. The tiles tightly adjoin each other, in order to eliminate the inter-tile penetration of the armored panel, the gap “B” between the contacting faces of the tiles must be in the range of 0.01-1.0 mm. In order to reduce the rebound phenomenon, the laying of tiles of different thickness is carried out in a checkerboard pattern, which allows the bullet to be “retained” in the armored panel when it is hit at an angle to the surface of the tiles. Additionally, for these purposes, as well as to increase the dissipation energy during the passage of the bullet, a layer 2.2 was applied to the surface of the tiles. Surface "A" of metal-ceramic tiles on the side facing the outer layer of the shell, on the side of the bullet damage, are ground and have a surface roughness of no more than Ra 1.6. Grinding the surface significantly increases the bending strength of the material and crack resistance. The material from which ceramic tiles can be made is mainly titanium carbide, and / or titanium nitride, and / or molybdenum carbide, and / or chromium carbide, and / or vanadium carbide, and / or zirconium carbide, as a bundle can be used Ni metals, and / or Mo, and / or Co, and / or Cr, and / or Fe, and / or Al, and / or their mixtures and / or compounds. Depending on the required properties of metal-ceramic plates, the amount of binder, as well as the combination of carbides and metal nitrides can be different, with the metal binder in the range of 6-60% by weight. To obtain the necessary properties of the tile material, such as a density of not more than 6.4 g / cm ³ , with a flexural strength of not less than 1600 MPa, Rockwell hardness, HRA not less than 89, and stress intensity factor K _1c not less than 8 MPa _* m ^1/2 . the material should have a grain size of at least 60% of the volume in the range of 0.4–5.0 μm, the porosity of the alloy is not more than 0.3% of the volume and is made of relatively light materials.

Основание 3 состоит из последовательно расположенных слоев 3.1 ткани из высокомодульного волокна, пропитанного полимерным связующим, слоя 3.2 толщиной 0,5-5,0 мм из высокопрочной стали с твердостью 40^---57 HRC и слоя 3.3 войлока из натуральных или искусственных волокон, или вспененного полимера. Со стороны оболочки, обращенной к защищаемому объекту крепится слой 4 баллистической ткани.Base 3 consists of successive layers 3.1 of high modulus fiber fabric impregnated with a polymeric binder, layer 3.2 0.5-5.0 mm thick of high strength steel with a hardness of 40 ^--- 57 HRC and layer 3.3 of natural or artificial fiber felt, or foamed polymer. On the side of the shell facing the protected object, a layer 4 of ballistic fabric is attached.

Экспериментально проверено и расчеты показали, что при исполнении бронепанели с указанными свойствами ее пробитие пулей снаряженной твердосплавным сердечником не происходит.It has been experimentally verified and calculations have shown that in the performance of an armored panel with the specified properties, its penetration by a bullet equipped with a hard-alloy core does not occur.

При описании процесса взаимодействия пулезащитной панели с летящей пулей рассматривается случай ее не пробития.When describing the process of interaction of a bullet-proof panel with a flying bullet, it is considered the case of its non-penetration.

При попадании пули в бронепанель пулезащитную, например бронежилет, пули с высокой кинетической энергией, в нем происходит поэтапное поглощение энергии. Часть кинетической энергии пули затрачивается на пробитие оболочки 1 и превращение в потенциальную энергию свободной поверхности фрагментов оболочки. Задача оболочки уменьшить явление рикошета. При встрече пули с защитным слоем 2.2, армированным металлическими элементами в виде колец и/или пластин с отверстием, и/или металлической сеткой, изготовленных из высокопрочных не хрупких материалов, происходит резкое торможение пули, ее скорость уменьшается. Безусловно, сердечник достигает слоя из металлокерамических плиток. Поскольку физико-механические свойства пули и плиток практически равны, происходит обоюдное разрушение и сердечника и плитки. При разрушении сердечника на фрагменты, скорость фрагментов резко падает. Расчеты показали, при скорости соударения 750 м/с сердечника из твердого сплава ВК* весом 2.4 г с пластиной толщиной 5.0 мм скорость сердечника через 34 мкс упала до 26 м/с, При таких же параметрах, при соударении с бронебойной сталью «44С» скорость составила порядка 600 м/с. Далее поток фрагментов пули и керамической плитки передает свою кинетическую энергию основанию 3, оболочке 1 и баллистической ткани 4, где и поглощается неупругой и упругой составляющими деформации композита основания.When a bullet hits a bulletproof armor panel, for example, a bulletproof vest, bullets with high kinetic energy, a gradual absorption of energy takes place in it. A part of the kinetic energy of the bullet is spent on penetration of shell 1 and conversion into potential energy of the free surface of shell fragments. The task of the shell is to reduce the rebound phenomenon. When a bullet encounters a protective layer 2.2 reinforced with metal elements in the form of rings and / or plates with a hole and / or metal mesh made of high-strength, non-brittle materials, the bullet sharply brakes and its speed decreases. Of course, the core reaches a layer of metal-ceramic tiles. Since the physicomechanical properties of the bullet and the tiles are almost equal, mutual destruction of the core and the tile occurs. With the destruction of the core fragments, the speed of the fragments drops sharply. Calculations have shown that at a collision speed of 750 m / s of the core made of VK VK5 solid alloy weighing 2.4 g with a plate thickness of 5.0 mm, the speed of the core dropped to 26 m / s after 34 µs. With the same parameters, the speed of the collision with the 44 ° C armor-piercing steel amounted to about 600 m / s. Further, the flow of bullet fragments and ceramic tile transfers its kinetic energy to the base 3, the shell 1 and the ballistic fabric 4, where it is absorbed by the inelastic and elastic components of the deformation of the base composite.

Перелагаемое техническое решение повышает живучесть средства бронезащиты, способного выдерживать до 4-5 попаданий пули на 1 квадратный дециметр поверхности.Relocatable technical solution increases the survivability of armor protection means capable of withstanding up to 4-5 bullet hits per 1 1 square decimeter of surface.

Производство бронепанели технологично и может быть осуществлено на действующем оборудовании машиностроительных и металлургических заводов.The production of armored panels is technologically advanced and can be carried out on the existing equipment of machine-building and metallurgical plants.

Claims (12)

1. Бронепанель пулезащитная, содержащая оболочку, промежуточный слой, в котором размещены плитки, расположенный на основании, отличающаяся тем, что оболочка состоит из последовательно расположенных слоев ткани из высокомодульного волокна, пропитанного полимерным связующим, и промежуточного слоя, выполненного из низкоуглеродистой стали с твердостью не более 20 HRC, основание состоит из последовательно расположенных слоев ткани из высокомодульного волокна, пропитанного полимерным связующим, слоя толщиной 0,5-5,0 мм из высокопрочной стали с твердостью 40-57 HRC и слоя войлока из натуральных или искусственных волокон или вспененного полимера, плитки выполнены из металлокерамического сплава на металлической связке плотностью не более 6,4 г/см³, с пределом прочности при изгибе не ниже 1600 МПа, твердостью по Роквеллу, HRA не ниже 89, и коэффициентом интенсивности напряжений K_1c не ниже 8 МПа·м^1/2, плитки со стороны, обращенной к наружному слою оболочки, со стороны поражения пулей, шлифованы и имеют шероховатость поверхности не более Ra 1,6, плитки уложены, как минимум, в один слой и, как минимум, двух типоразмеров, отличающихся по толщине на 0,8-5,0 мм.1. A bullet-proof armored panel containing a shell, an intermediate layer in which tiles are placed, located on the base, characterized in that the shell consists of successively located layers of high modulus fiber fabric impregnated with a polymeric binder, and an intermediate layer made of low carbon steel with a hardness not more than 20 HRC, the base consists of successive layers of fabric from high modulus fiber impregnated with a polymeric binder, a layer of 0.5-5.0 mm thick made of high strength steel with t 40-57 HRC and a layer of felt made from natural or artificial fibers or foamed polymer, the tiles are made of a metal-ceramic alloy on a metal bond with a density of not more than 6.4 g / cm ³ , with a flexural strength of not less than 1600 MPa, Rockwell hardness, HRA is not lower than 89, and the stress intensity factor K _{1c is} not lower than 8 MPa · m ^1/2 , the tiles on the side facing the outer layer of the shell, on the side affected by the bullet, are ground and have a surface roughness of no more than Ra 1.6, the tiles are laid at least in one layer and at least two sizes differing in thickness by 0.8-5.0 mm. 2. Бронепанель пулезащитная по п.1, отличающаяся тем, что не менее 60 об.% металлокерамического сплава имеет зернистость (0,4-5,0) мкм.2. Armored bulletproof panel according to claim 1, characterized in that at least 60% by volume of the cermet alloy has a grain size of (0.4-5.0) microns. 3. Бронепанель пулезащитная по п.1, отличающаяся тем, что пористость металлокерамического сплава составляет не более 0,3 об.%.3. Armored bulletproof panel according to claim 1, characterized in that the porosity of the cermet alloy is not more than 0.3 vol.%. 4. Бронепанель пулезащитная по п.1, отличающаяся тем, что толщина металлокерамических плиток находится в пределах 1,5-30,0 мм, зазор между контактирующими гранями плиток в пределах 1,0 мм.4. Armored bulletproof panel according to claim 1, characterized in that the thickness of the metal-ceramic tiles is in the range of 1.5-30.0 mm, the gap between the contacting faces of the tiles in the range of 1.0 mm. 5. Бронепанель пулезащитная по п.1, отличающаяся тем, что керамическим материалом является карбид титана, и/или нитрид титана, и/или карбид молибдена, и/или карбид хрома, и/или карбид ванадия, и/или карбид циркония.5. Armored bulletproof panel according to claim 1, characterized in that the ceramic material is titanium carbide and / or titanium nitride and / or molybdenum carbide, and / or chromium carbide, and / or vanadium carbide, and / or zirconium carbide. 6. Бронепанель пулезащитная по п.1, отличающаяся тем, что металлическим связующим является металл Ni, и/или Mo, и/или Co, и/или Cr, и/или Fe, и/или Al, и/или Ti, и/или их смеси, и/или соединения.6. Armored bulletproof panel according to claim 1, characterized in that the metal binder is metal Ni, and / or Mo, and / or Co, and / or Cr, and / or Fe, and / or Al, and / or Ti, and / or mixtures thereof and / or compounds. 7. Бронепанель пулезащитная по п.1, отличающаяся тем, что содержание металлического связующего составляет 6-60 мас.%.7. Armored bulletproof panel according to claim 1, characterized in that the content of the metal binder is 6-60 wt.%. 8. Бронепанель пулезащитная по п.1, отличающаяся тем, что металлокерамические плитки двух типоразмеров и уложены в бронепанели в шахматном порядке.8. The armor panel is bulletproof according to claim 1, characterized in that the cermet tiles of two sizes and stacked in the armor panels in a staggered manner. 9. Бронепанель пулезащитная по п.1, отличающаяся тем, что промежуточный слой, выполненный из металла или стали с твердостью не более 20 HRC, имеет толщину 0,5-15,0 мм.9. The bulletproof armor panel according to claim 1, characterized in that the intermediate layer, made of metal or steel with a hardness of not more than 20 HRC, has a thickness of 0.5-15.0 mm. 10. Бронепанель пулезащитная по п.1, отличающаяся тем, что промежуточный слой, в котором размещены плитки, выполнен из эластомерного вещества, слой, обращенный к наружному слою оболочки, со стороны поражения пулей, армирован металлическими элементами в виде колец и/или пластин с отверстием и/или металлической сеткой.10. The bulletproof armor panel according to claim 1, characterized in that the intermediate layer in which the tiles are placed is made of an elastomeric substance, the layer facing the outer layer of the shell, from the side of defeat by a bullet, is reinforced with metal elements in the form of rings and / or plates hole and / or metal mesh. 11. Бронепанель пулезащитная по п.10, отличающаяся тем, что металлические элементы выполнены из высокопрочных нехрупких металлических материалов.11. The armor panel is bulletproof according to claim 10, characterized in that the metal elements are made of high strength non-friable metal materials. 12. Бронепанель пулезащитная по п.1, отличающаяся тем, что сторона оболочки, обращенная к защищаемому объекту, имеет слой баллистической ткани.

12. Armored bulletproof panel according to claim 1, characterized in that the side of the shell facing the protected object has a layer of ballistic fabric.

Images