RU2491494C1 - Bullet-proof armor plate - Google Patents
Bullet-proof armor plate Download PDFInfo
- Publication number
- RU2491494C1 RU2491494C1 RU2012110921/11A RU2012110921A RU2491494C1 RU 2491494 C1 RU2491494 C1 RU 2491494C1 RU 2012110921/11 A RU2012110921/11 A RU 2012110921/11A RU 2012110921 A RU2012110921 A RU 2012110921A RU 2491494 C1 RU2491494 C1 RU 2491494C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- bulletproof
- panel according
- metal
- tiles
- armored
- Prior art date
Links
Abstract
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 armor barriers and can be used for the manufacture of personal protective equipment (PPE) (body armor, armor plates, armor plates, etc.) from armor-piercing bullets of small arms and fragments of exploding warheads, as well as for use in the protection of stationary objects and vehicles (armored vehicles) , Infantry fighting vehicles, armored personnel carriers, automobiles, 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 effects (Patent RU 2062430). The armor is made in the form of several plates of solid material located next to one another, placed in a viscous sheath, and forming a compact block with a ratio of the mass of the block to the area of its back surface of at least 0.28 kg / dm 2 , and the block area of not less than 2.5 dm 2 .
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 are. The armor panel is not monolithic, but divided into sections (plates). The plate, even if it is not pierced, will cause severe personal injury to a person due to the fact that the area of the plate is much smaller than the area of the entire block. If it is made of steel, then 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 having a pointed head part. If the solid material is ceramics, then to ensure its performance as part of the armored panel, it is necessary to tightly support it from the back, because otherwise it will simply crack due to very low ductility, letting the bullet core pass. When the bullet’s core hits the joint, between the blocks, it passes through the armored panel almost unhindered, hitting 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 barrier (Patent RU 2102688), consisting of high strength structural alloy steel, the front side of which is a plate of medium or high strength titanium alloy, and the back side is also a plate of titanium alloy and then a multilayer package 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 armored panel according to this invention is not designed to protect against bullets with a highly hard hardened core made of steel or a hard alloy having high physical and 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, therefore they do not pose a serious obstacle to high-hardness cores, which upon collision with a softer material do not break and do not 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, an armored panel should have two important properties, namely, a 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 necessary metal viscosity of the steel armor plate sufficient to absorb the energy of the bullet impact without cracking and destruction of steel armor, i.e. the armor barrier should be multi-layered. Based on these properties, they propose a technical solution of the armored barrier, consisting of a composite system consisting of four layers: a front high-hard ceramic layer with a thickness of 1.5 ± 0.2 mm of one of the materials: aluminum oxide - Al2O3, silicon carbide - SiC, boron carbide - B4O, a sublayer consisting of a ductile and viscous nickel-aluminum (Ni + Al) alloy with a thickness of 0.1-0.15 mm, armor panels of high-strength structural steel and fabric armor layer made of TSBM 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 К1с не более 4-5 МПа·м1/2) и также не разрушает сердечник из твердого сплава.A study of the mechanism of penetration of similar armor barriers by armor-piercing cartridges with a core made of hard alloy having a pointed head showed that the high-strength steel is not an obstacle for a carbide core. At the point of contact between the core and the barrier, this is a fairly small contact area, a huge amount of energy is concentrated, which is enough to melt high-strength steel, while maintaining the pointed shape of the head of the core. A thin surface layer of high-strength ceramic gives a lot of small fragments, due to low crack resistance (stress intensity factor K 1s no more than 4-5 MPa · m 1/2 ) and also does not destroy the core made of hard alloy.
Исследования показали, бронепреграда должна иметь твердость сопоставимую с твердость сердечника пули, иметь высокую трещиностойкость (коэффициент интенсивности напряжений К1с МП·ам1/2) 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 barrier should have a hardness comparable to the hardness of a bullet’s core, have high crack resistance (stress intensity factor K 1s MP · am 1/2 ) comparable to crack resistance of a VK8 hard alloy so that small defragmentation of brand-name elements does not occur upon impact. This technical solution does not have these properties. As a result, when a carbide core enters an armored obstacle, the protected object has a high degree of probability of being destroyed or being 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 design of the bulletproof panel allows to solve the problem of bullet resistance and survivability of armor, in particular body armor (Patent RU No. 2130159). Bulletproof panel for armor protection, contains a shell and a ceramic plate located on a layered base, while it additionally contains an intermediate layer made on the basis of shrink fabric or elastically deformed cured elastomeric substance, and the ceramic tile is placed in the intermediate layer in the state of comprehensive compression of 6-18% of the tensile stress of ceramics in 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.The indicated design of the bulletproof panel for body armor, adopted as a prototype, allows you to basically solve the problem of ensuring bulletproof and survivability of armored panels from cartridges with steel cores. Ceramic tile that receives the bulk of the kinetic energy of the bullet, placed in the intermediate layer of the panel and in the state of comprehensive compression by 6-18% of the breaking stress of the ceramic material under tension, collides with small fragments when it hits the core of the hard alloy bullet. Cast ceramic material has low crack resistance. Practically, when a bullet re-enters this plate, the core freely passes through it. The compression stress, in which the ceramic tile is located in the intermediate layer, certainly creates an additional potential energy barrier that prevents the destruction of ceramics under the action of tensile forces upon impact of a bullet. But if this energy barrier is exceeded, which occurs during a collision with a carbide core having a pointed head part, then the entire ceramic tile is destroyed into small fragments. This reduces the survivability of body armor, especially after two hits of a bullet on 1 dm 2 of the 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 means of armor protection formulate higher survivability when exposed to high-energy armor-piercing bullets and bullets of increased penetration of rifle cartridges with a caliber of 7.62 and higher. At the same time, the requirements for the level of protection of a person from concussion injury when the protective composition is not broken, are increased, while the products must be technologically advanced, 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 objective of the invention is the protection of manpower and equipment from armor-piercing bullets with cores having 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.In the process of solving the problem, a technical result is achieved, consisting in the formation of multifragmentary destruction of the core, and as a result, a decrease in its armor-piercing properties, in the formation of large fragments during the destruction of the armor plate plates, and as a result, a decrease in the likelihood of getting an acronymic contusion injury, with repeated exposure to this section of the armored panel, the broken solidity of bulletproof cermet tiles, has a large fragmentation and, as a result, decreases formation of the back side, reducing the rebound, when a bullet hits the armored panel at an angle.
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 К1с не ниже 8 МПа·м1/2. 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 не более 1,0 мм, металлокерамические плитки со стороны, обращенной к наружному слою оболочки, со стороны поражения пулей, шлифованы и имеют шероховатость поверхности не более Ra 1,6, 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, плитки уложены, как минимум, в один слой и, как минимум, двух типоразмеров отличающихся по толщине на 0,8-5,0 мм, металлокерамические плитки двух типоразмеров и уложены в бронепанеле в шахматном порядке, 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, 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, промежуточный слой выполнен из низкоуглеродистой 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 элемент выполнены из высокопрочных не хрупких металлических материалов, оболочка, со стороны, обращенного к защищаемому объекту имеет слой баллистической ткани.The specified technical result is achieved in that the bulletproof armor panel contains an intermediate layer shell in which the tiles are located, located on the base, while the tiles are made of cermet alloy on a metal bond with a density of not more than 6.4 g / cm 3 , with a tensile strength not bending below 1600 MPa, Rockwell hardness, HRA not lower than 89, and stress intensity factor K 1s not lower than 8 MPa · m 1/2 . In addition, not less than 60%, the mass of the ceramic-metal alloy has a grain size (0.4-5.0) microns, the porosity of the ceramic-metal alloy is not more than 0.3% of the volume, the thickness of the ceramic-metal tiles is in the range of 1.5-30.0 mm , the gap between the contacting faces of the tiles is not more than 1.0 mm, the ceramic-metal tiles from the side facing the outer layer of the shell, from the side of the bullet, are ground and have a surface roughness of not more than Ra 1.6, 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 a metal Ni, 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, the tiles are laid in at least one layer and at least two sizes differing in thickness by 0.8-5.0 mm , cermet tiles of two sizes and are laid in a sternopanel in a checkerboard pattern, the base consists of sequentially arranged layers of fabric from high-modulus fiber, impregnated polymeric binder, a layer with a thickness of 0.5-5.0 mm made of high-strength steel with a hardness of 40-57 HRC and a felt layer of natural or artificial fibers, or foamed polymer, the shell consists of sequentially arranged layers of fabric made of high modulus fiber impregnated with a polymer binder and the intermediate layer made of low carbon steel with a hardness of not more than 20 HRC, the intermediate layer is made of low carbon steel with a hardness of not more than 20 HRC has a thickness of 0.5-15.0 mm, the intermediate layer in which the tiles are placed, made of an elastomeric substance, the layer facing the outer layer of the shell, on the side of the bullet, is reinforced with metal elements in the form of rings and / or plates with a hole and / or metal mesh, the metal element is made of high-strength non-fragile metal materials, the shell, on the side 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 armored panels have an insufficient level of survivability and protection against armor-shell contusion injury, especially with repeated exposures due to violation of solidity and, as a result, an increase in the deformation of the protective layers of the back side. The proposed design of the bulletproof armored panel is practically devoid of these shortcomings, 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.).Based on the studies carried out by the authors on the mechanisms of destruction of armored panels made of various materials and the mathematical calculations of the destruction of barriers when impacting with carbide cores, the requirements were determined for the mechanical properties of the armored panel, for the microstructure of cermet tiles, their geometric dimensions, and relative position. Also, materials were identified from which it is possible to manufacture cermet plates capable of withstanding bullets with hard alloy cores. The presence of additional shells and layers made of various materials, which contribute to a significant increase in the protective properties of the armored panel and expand the scope of 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 shows a bulletproof armor panel schematically, where the following elements are indicated by positions: 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 of fabric 1.1 made of high modulus fiber impregnated with a polymer binder, and an 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 fabric from CBM fiber, as well as Terlon or Kevlar and a polymer binder, for example epoxy epoxyphenol or elastomeric (EDT-10, ENPB, 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 К1с не ниже 8 МПа·м1/2. 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 are tightly adjacent to each other to prevent interplate penetration of the armored panel, the gap "B" between the contacting faces of the tiles should be in the range of 0.01-1.0 mm. To reduce the ricochet phenomenon, the laying of tiles with different thicknesses is carried out in a checkerboard pattern, which allows you to "delay" the bullet in the armored panel, when it hits the tile at an angle to the surface. Additionally, for these purposes, as well as to increase the dissipation energy during the passage of a bullet, a layer of 2.2 is applied to the surface of the tiles, made of an elastomeric substance reinforced with metal elements in the form of rings and / or plates with an aperture, and / or a metal mesh made of high-strength non-fragile materials. Surfaces “A” of ceramic-metal tiles from the side facing the outer layer of the shell, from the side of the bullet, are sanded and have a surface roughness of not more than Ra 1.6. Surface grinding significantly increases the bending strength and crack resistance of the material. 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, can be used as a binder metals Ni, and / or Mo, and / or Co, and / or Cr, and / or Fe, and / or Al and / or mixtures thereof and / or compounds. Depending on the required properties of ceramic-metal plates, the amount of binder, as well as the combination of metal carbides and nitrides, can be different, with a metal binder in the range of 6-60% by weight. In order 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 not lower than 1600 MPa, Rockwell hardness, HRA not lower than 89, and a stress intensity factor K 1c not lower than 8 MPa M 1/2 . the material should have a granularity of not less than 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 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 sequentially arranged layers 3.1 of fabric of high modulus fiber impregnated with a polymer binder, layer 3.2 of a thickness of 0.5-5.0 mm made of high strength steel with a hardness of 40 - 57 HRC and layer 3.3 of felt made of natural or artificial fibers, or foamed polymer . From 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 was experimentally verified and calculations showed that when the armored panel is executed with the indicated properties, its penetration by a bullet equipped with a carbide 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 bulletproof panel with a flying bullet, the case of its non-penetration is considered.
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 enters the armored panel, a bulletproof one, for example a bulletproof vest, bullets with high kinetic energy, a phased absorption of energy occurs in it. Part of the kinetic energy of the bullet is spent breaking through shell 1 and converting the free surface of shell fragments into potential energy. 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 an aperture, and / or a metal mesh made of high-strength non-brittle materials, the bullet undergoes a sharp braking, its speed decreases. Of course, the core reaches a layer of cermet tiles. Since the physicomechanical properties of the bullet and tiles are almost equal, mutual destruction of both the core and the tiles occurs. With the destruction of the core into fragments, the speed of the fragments drops sharply. Calculations showed that at a collision speed of 750 m / s a core made of VK * hard alloy weighing 2.4 g with a 5.0 mm thick plate, the core speed dropped to 26 m / s after 34 μs. With the same parameters, when impacting with 44C armor-piercing steel, amounted to about 600 m / s. Further, the flow of bullet fragments and ceramic tiles transfers their kinetic energy to the base 3, shell 1 and ballistic fabric 4, where it is absorbed by the inelastic and elastic components of the deformation of the composite base.
Перелагаемое техническое решение повышает живучесть средства бронезащиты, способного выдерживать до 4-5 попаданий пули на 1 квадратный дециметр поверхности.The proposed technical solution increases the survivability of the means of armor protection, capable of withstanding up to 4-5 bullet hits per 1 square decimeter of the 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 existing equipment of machine-building and metallurgical plants.
Claims (16)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012110921/11A RU2491494C1 (en) | 2012-03-22 | 2012-03-22 | Bullet-proof armor plate |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012110921/11A RU2491494C1 (en) | 2012-03-22 | 2012-03-22 | Bullet-proof armor plate |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2491494C1 true RU2491494C1 (en) | 2013-08-27 |
Family
ID=49163876
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012110921/11A RU2491494C1 (en) | 2012-03-22 | 2012-03-22 | Bullet-proof armor plate |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2491494C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2576219C1 (en) * | 2015-02-26 | 2016-02-27 | Николай Евгеньевич Староверов | Staroverov(s -4 armour / versions/ and method of making same |
| RU2579349C1 (en) * | 2015-02-09 | 2016-04-10 | Закрытое акционерное общество "Научно-производственное объединение специальных материалов" | Multilayer armour |
-
2012
- 2012-03-22 RU RU2012110921/11A patent/RU2491494C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2579349C1 (en) * | 2015-02-09 | 2016-04-10 | Закрытое акционерное общество "Научно-производственное объединение специальных материалов" | Multilayer armour |
| RU2576219C1 (en) * | 2015-02-26 | 2016-02-27 | Николай Евгеньевич Староверов | Staroverov(s -4 armour / versions/ and method of making same |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7866248B2 (en) | Encapsulated ceramic composite armor | |
| EP0929788B2 (en) | Ceramic bodies for use in composite armor | |
| US6112635A (en) | Composite armor panel | |
| EP1071916B1 (en) | Composite armor panel | |
| EP0843149B1 (en) | Composite armor panel and manufacturing method therefor | |
| US8402876B2 (en) | Ballistic lightweight ceramic armor with cross-pellets | |
| US10197363B1 (en) | Porous refractory armor substrate | |
| US20160320162A1 (en) | Armour panels | |
| RU2329455C1 (en) | Composite armour | |
| WO2010053611A2 (en) | Lightweight multi-component armor | |
| US20120186434A1 (en) | Ballistic Lightweight ceramic armor with resistant devices based on geometric shapes | |
| Okhawilai et al. | Hard armor composites from ballistic fiber-reinforced polybenzoxazine alloys | |
| RU2491494C1 (en) | Bullet-proof armor plate | |
| EP0942255A1 (en) | Composite armor panel | |
| RU167880U1 (en) | COMPOSITE ARMOR PANEL | |
| RU2393416C1 (en) | Multi-layer armoured barrier | |
| RU125328U1 (en) | BRONEPANEL | |
| RU125327U1 (en) | ARMORED BATTLE | |
| RU125325U1 (en) | METAL CERAMIC BATTERY | |
| JINNAPAT et al. | Ballistic performance of composite armor impacted by 7.62 mm armor projectile | |
| RU180507U1 (en) | COMPOSITE ARMOR PANEL | |
| RU167891U1 (en) | COMPOSITE CERAMIC BRONEPANEL | |
| GB2364956A (en) | Ballistic protection shield | |
| RU2459174C1 (en) | Ceramic armour element, and composite armour on its basis | |
| WO2008097375A2 (en) | Encapsulated ceramic composite armor |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180323 |