RU2478901C1

RU2478901C1 - Combined composite armor

Info

Publication number: RU2478901C1
Application number: RU2011139667/11A
Authority: RU
Inventors: Николай Алексеевич Кулаков; Александр Николаевич Любин
Original assignee: Николай Алексеевич Кулаков; Александр Николаевич Любин
Priority date: 2011-09-30
Filing date: 2011-09-30
Publication date: 2013-04-10

Abstract

FIELD: weapons and ammunition.

SUBSTANCE: proposed armor comprises crushing-deflecting layer 1 composed of separate corundum elements 2 bound in single panel by polymer-based binder 5, and arresting layer 6. The latter is made from aluminium alloy or steel. Armor is provided with panel 7 including inner sheet 8 and outer sheet 9 made from metal or nonmetal and interlayer 10 of foamed polyurethane. Interlayer thickness is selected to ensure tolerable level of impact loads, ductility, heat and sound isolation.

EFFECT: higher protective properties.

2 dwg

Description

Изобретение относится к средствам защиты от бронебойных пуль, в частности к используемой для этой цели композитной броне.The invention relates to protection against armor-piercing bullets, in particular to composite armor used for this purpose.

Известны различные виды композитной брони, например композитная броня по патенту США №5972819, МКИ С04В 35/10, Н. кл. 501/127, публ. 1999 г. Эта броня содержит дробящее-отклоняющий и задерживающий слои. Дробяще-отклоняющий слой состоит из отдельных корундовых элементов, выполненных в виде цилиндров с выпуклыми торцами. Задерживающий слой выполнен на основе армидных (Kevlar) или полиэтиленовых волокон (Dyneema) и полимерной матрицы. Недостатком данной композитной брони является то, что материалы на основе армидных и полиэтиленовых волокон является слишком дорогостоящими.Various types of composite armor are known, for example, composite armor according to US patent No. 5972819, MKI C04B 35/10, N. cl. 501/127, publ. 1999. This armor contains crushing-deflecting and retaining layers. The shot-deflecting layer consists of individual corundum elements made in the form of cylinders with convex ends. The retaining layer is made on the basis of armide (Kevlar) or polyethylene fibers (Dyneema) and a polymer matrix. The disadvantage of this composite armor is that materials based on armide and polyethylene fibers are too expensive.

Наиболее близкой к предлагаемому изобретению по назначению и совокупности существенных признаков является композитная броня, известная из патента РФ №2329455. МПК F41H 5/04, опубл. 20.07.2008 (заявка №2007102646, 24.01.2007). Эта броня содержит дробяще-отклоняющий слой, состоящий из отдельных корундовых элементов, соединенных в единую панель связующим на основе полимеров и расположенных своими продольными осями по нормали к наружной поверхности брони, и задерживающего слоя, выполненного из алюминиевого сплава или стали. Данная броня обеспечивает эффективное поглощение и рассеивание энергии пули, тем самым защиту от проникновения пули через защищаемую броней поверхность или в защищаемое ею пространство.Closest to the proposed invention for the purpose and combination of essential features is composite armor, known from the patent of the Russian Federation No. 23239455. IPC F41H 5/04, publ. 07.20.2008 (application No. 2007102646, 01.24.2007). This armor contains a crushing-deflecting layer, consisting of individual corundum elements connected in a single panel by a polymer-based binder and located along their longitudinal axes normal to the outer surface of the armor, and a retaining layer made of aluminum alloy or steel. This armor provides effective absorption and dispersion of bullet energy, thereby protecting against penetration of the bullet through the surface protected by the armor or into the space protected by it.

Это техническое решение принято в качестве наиболее близкого аналога заявленного изобретения. Недостатком этого технического решения является, то, что при использовании данной брони, несмотря на то, что она призвана исключить проникновение пуль через защищаемую ею поверхность или в защищаемое пространство, тем не менее, она не исключает значительные ударные воздействия со стороны задерживающего слоя брони на прилегающую к нему защищаемую поверхность, например корпус транспортного средства. Указанные ударные воздействия на защищаемую поверхность могут отрицательно сказываться на работоспособности установленных на ней приборов и аппаратуры, а также на состоянии возможно размещаемых на ней боеприпасов. Особенно это актуально, если броня используется для защиты определенного пространства, и может являться при этом стенкой этого пространства, как в предлагаемом изобретении, в этом случае в качестве защищаемой поверхности выступает тыльная внешняя поверхность брони, а конкретнее внешняя поверхность задерживающего слоя брони. В таком случае броня, наряду с непосредственной своей функцией, исполняет роль оболочки, роль несущих панелей корпуса защищаемого пространства, а конкретнее корпуса помещения, в частности транспортного средства. Такое помещение, корпус которого выполнен из брони и размещен на транспортном средстве, может служить для размещения штабных, командных, операторских и других специальных служб. При таком возможном варианте использования брони требования к снижению ударных нагрузок на внешней поверхности ее задерживающего слоя, а фактически на стенках внутри помещения, значительно повышаются. Кроме того, недостатком известного технического решения, наиболее близкого аналога к заявляемому техническому решению, является то, что известная броня имеет существенно большее значение плотности, что приводит к отрицательной ее плавучести. Установка такой брони на плавающие транспортные средства может отрицательно сказаться на их плавучести.This technical solution is taken as the closest analogue of the claimed invention. The disadvantage of this technical solution is that when using this armor, despite the fact that it is designed to exclude the penetration of bullets through the surface protected by it or into the protected space, however, it does not exclude significant impact from the holding armor layer on the adjacent to it a protected surface, for example a vehicle body. These impacts on the surface to be protected may adversely affect the performance of the instruments and equipment installed on it, as well as the condition of the munitions placed on it. This is especially true if the armor is used to protect a certain space, and can be the wall of this space, as in the present invention, in this case, the back outer surface of the armor, and more specifically the outer surface of the retaining layer of the armor, acts as a protected surface. In this case, the armor, along with its immediate function, plays the role of a shell, the role of the bearing panels of the enclosure of the protected space, and more specifically the enclosure of the room, in particular the vehicle. Such a room, the case of which is made of armor and placed on a vehicle, can serve to accommodate staff, command, operator and other special services. With this possible use of armor, the requirements for reducing shock loads on the outer surface of its retaining layer, and in fact on the walls inside the room, are significantly increased. In addition, the disadvantage of the known technical solution, the closest analogue to the claimed technical solution, is that the known armor has a significantly higher density value, which leads to its negative buoyancy. The installation of such armor on floating vehicles may adversely affect their buoyancy.

Задачей предложенного изобретения является устранение указанных недостатков, а именно снижение ударных воздействий на внешнюю, тыльную поверхность брони, повышение ее тепло- и звукоизоляции, а также снижение плотности брони в целом с целью обеспечения плавучести. Все это делает броню комбинированной, повышает ее универсальность и защитные свойства.The objective of the proposed invention is to eliminate these drawbacks, namely, reducing impact on the outer back surface of the armor, increasing its heat and sound insulation, as well as reducing the density of the armor as a whole in order to ensure buoyancy. All this makes the armor combined, increases its versatility and protective properties.

Эта задача решается тем, что в композитной броне, имеющей общие с наиболее близким аналогом существенные признаки, а именно: «содержит дробяще-отклоняющий слой, состоящий из отдельных корундовых элементов, соединенных между собой связующим на основе полимеров и расположенных своими продольными осями по нормали к наружной поверхности брони, и задерживающий слой», дополнительно предложены следующие отличительные от этого аналога существенные признаки: «снабжена панелью, расположенной на внешней или внутренней поверхности задерживающего слоя и включающей в себя внутренний и внешний листы, выполненные из металла или неметалла и установленную между ними прослойку из пенополиуретана, толщина которой выбрана из условия обеспечения заданного запаса плавучести, и/или заданного уровня ударных нагрузок, и/или тепло- и звукоизоляции, при этом лист панели, прилегающий к поверхности задерживающего слоя, может быть выполнен за одно целое с ним».This problem is solved by the fact that in composite armor, which has essential features in common with the closest analogue, namely: “it contains a crushing-deflecting layer consisting of individual corundum elements interconnected by a binder based on polymers and arranged with their longitudinal axes normal to the outer surface of the armor, and the retaining layer ", additionally proposed the following significant features distinguishing from this analogue:" equipped with a panel located on the outer or inner surface of the delay about the layer and including the inner and outer sheets made of metal or non-metal and a layer of polyurethane foam installed between them, the thickness of which is selected from the condition of ensuring a given buoyancy margin, and / or a given level of shock loads, and / or heat and sound insulation, while the sheet of the panel adjacent to the surface of the retaining layer can be made in one piece with it. "

Сущность предложенного изобретения поясняется чертежами, на которых изображено:The essence of the proposed invention is illustrated by drawings, which depict:

фиг.1 - общий вид сбоку в разрезе на броню в случае расположения панели на внешней поверхности задерживающего слоя;figure 1 is a General side view in section on the armor in the case of the location of the panel on the outer surface of the retaining layer;

фиг.2 - общий вид сбоку в разрезе на броню в случае расположения панели на внутренней поверхности задерживающего слоя.figure 2 is a General side view in section on the armor in the case of the location of the panel on the inner surface of the retaining layer.

Комбинированная композитная броня содержит дробяще-отклоняющий слой 1, состоящий из отдельных корундовых элементов 2, выполненных в виде цилиндрических частей 3 с одним верхним или двумя верхним и нижним выпуклыми торцами 4, или же в виде шестигранников, соединенных в единую панель связующим 5 на основе полимеров и расположенных своими продольными осями по нормали к наружной поверхности брони. Кроме того, содержит задерживающий слой 6, выполненный из алюминиевого сплава или стали. Броня снабжена панелью 7, включающей в себя внутренний лист 8 и внешний лист 9, выполненные из металла или неметалла и установленной между ними прослойкой 10 из пенополиуретана. Толщина прослойки может достигать от 100 и более миллиметров. Панель 7 расположена на внешней поверхности 11 (см. фиг.1) или на внутренней поверхности 12 (см. фиг.2) задерживающего слоя 6, при этом лист 8 или 9 панели 7, прилегающий к соответствующей поверхности задерживающего слоя 6, может быть выполнен за одно целое с ним.Combined composite armor contains a crushing-deflecting layer 1, consisting of individual corundum elements 2, made in the form of cylindrical parts 3 with one upper or two upper and lower convex ends 4, or in the form of hexagons connected to a single panel by a polymer-based binder 5 and located along their longitudinal axes normal to the outer surface of the armor. In addition, it contains a retaining layer 6 made of aluminum alloy or steel. The armor is equipped with a panel 7, which includes an inner sheet 8 and an outer sheet 9 made of metal or non-metal and a layer 10 of polyurethane foam installed between them. The thickness of the interlayer can reach 100 or more millimeters. The panel 7 is located on the outer surface 11 (see figure 1) or on the inner surface 12 (see figure 2) of the retention layer 6, while the sheet 8 or 9 of the panel 7 adjacent to the corresponding surface of the retention layer 6 can be made for one with him.

При попадании пули в броню на внешней поверхности 11 задерживающего слоя 6 (см фиг.1) возникает ударная нагрузка, которая в основном воспринимается и гасится пенополиуретановой прослойкой 10 панели 7. В результате этого приборы, аппаратура или боеприпасы, располагаемые на внешнем листе 9 панели 7 брони или соприкасающиеся с ним, оказываются защищенными от ударных воздействий при попадании пули и сохраняют свою работоспособность. Развитая по толщине пенополиуретановая прослойка 10 панели 7 эффективно предотвращает проникновение снарядных осколков, которые достигают скорости до 1500 м/с, что в полтора раза превышает скорость пули. Кроме того, развитая по толщине пенополиуретановая прослойка 10 панели 7, имея достаточно низкую плотность, снижает плотность брони в целом, что повышает ее плавучесть. Таким образом, варьируя толщиной прослойки 10 панели 7, можно обеспечить защиту от осколков гранат, обеспечить допустимый уровень ударных нагрузок, уменьшить толщину задерживающего слоя 6 и достичь нужного уровня плавучести. В случае расположения панели 7 на внутренней поверхности 12 задерживающего слоя 6 (см. фиг.2) стойкость брони несколько повышается. Необходимо отметить, что представленная броня, кроме указанного, обладает достаточно высоким уровнем тепло- и звукоизоляцией, что способствует эффективному использованию ее в качестве стеновых панелей, например для изготовления кунгов, помещений для размещения штабных, командных, операторских и других специальных служб.When a bullet hits the armor on the outer surface 11 of the retaining layer 6 (see Fig. 1), an impact load occurs, which is mainly perceived and extinguished by the polyurethane foam layer 10 of the panel 7. As a result, the devices, equipment or ammunition located on the outer sheet 9 of the panel 7 armor or in contact with it, are protected from shock when hit by a bullet and retain their performance. Developed in thickness, the polyurethane foam layer 10 of the panel 7 effectively prevents the penetration of shell fragments, which reach speeds of up to 1500 m / s, which is one and a half times the speed of the bullet. In addition, the developed in thickness polyurethane foam layer 10 of the panel 7, having a sufficiently low density, reduces the density of the armor as a whole, which increases its buoyancy. Thus, by varying the thickness of the interlayer 10 of the panel 7, it is possible to provide protection against grenade fragments, provide an acceptable level of shock loads, reduce the thickness of the retaining layer 6 and achieve the desired level of buoyancy. In the case of the location of the panel 7 on the inner surface 12 of the retaining layer 6 (see figure 2), the resistance of the armor is slightly increased. It should be noted that the presented armor, in addition to the indicated one, has a sufficiently high level of heat and sound insulation, which contributes to its effective use as wall panels, for example, for the manufacture of kungs, premises for placing staff, command, operator and other special services.

Claims

Комбинированная броня, содержащая дробяще-отклоняющий слой, состоящий из отдельных корундовых элементов, соединенных между собой связующим на основе полимеров и расположенных своими продольными осями по нормали к наружной поверхности брони, и задерживающего слоя, выполненного из алюминиевого сплава или стали, отличающаяся тем, что она снабжена панелью, расположенной на внешней или внутренней поверхности задерживающего слоя и включающей в себя внутренний и внешний листы, выполненные из металла или неметалла, и установленную между ними прослойку из пенополиуретана, толщина которой выбрана из условия обеспечения заданного запаса плавучести и/или заданного уровня ударных нагрузок, и/или тепло и звукоизоляции, при этом лист панели, прилегающий к поверхности задерживающего слоя, может быть выполнен за одно целое с ним. Combined armor containing a crushing-deflecting layer, consisting of separate corundum elements interconnected by a polymer-based binder and arranged along their longitudinal axes normal to the outer surface of the armor, and a retaining layer made of aluminum alloy or steel, characterized in that it equipped with a panel located on the outer or inner surface of the retaining layer and including inner and outer sheets made of metal or non-metal, and installed between them a layer of polyurethane foam, the thickness of which is selected from the condition of ensuring a given buoyancy margin and / or a given level of shock loads, and / or heat and sound insulation, while the panel sheet adjacent to the surface of the retaining layer can be made in one piece with it.