броневая защита

Формула изобретения

Броневая защита, содержащая фасонные элементы из керамики, состыкованные торцевыми поверхностями друг с другом, отличающаяся тем, что торцевые поверхности фасонных элементов из керамики выполнены сложного профиля, средняя часть выполнена со скосом, угол наклона которого выбран 10-25°, скосы каждой пары выполнены с взаимно противоположными направлениями, при этом длина каждого скоса выбрана такой, что при стыковке элементов из керамики с противоположными направлениями скосов образуются лицевые и тыльные зазоры глубиной 0,2-0,4 и шириной 0,04-0,15 толщины элементов из керамики, а суммарная длина на состыкованных элементах из керамики, образующаяся на продолжении линии скоса, составляет не менее 0,7 толщины элементов из керамики.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к средствам защиты транспортных и стационарных устройств от пулевых и осколочных средств поражения и может использоваться в различных областях техники и промышленности: в атомной, машиностроении, в банковском деле, для индивидуальных средств защиты и др.

Известен бронированный элемент (заявка ФРГ №3508848, МПК F41H 5/04, опубл. 25.09.1986), содержащий со стороны обстрела твердый слой, выполненный из плит, расположенных рядом друг с другом. На обратной стороне бронированного элемента расположен слой, воспринимающий остаточную кинетическую энергию поражающего элемента (пули, снаряда, осколка). Между твердым слоем и слоем, воспринимающим остаточную кинетическую энергию поражающего элемента, установлен вязкий на удар слой.

Одним из основных недостатков бронированного элемента является ненадежная защита из-за того, что попадание поражающего элемента, особенно подкалиберной пули, в стык между плитами приводит к интенсивному разрушению их торцевых поверхностей в зоне удара. Это разрушение усиливается за счет влияния краевых эффектов. В конечном результате, увеличивается зазор в стыке между плитами и, как следствие, пуля пробивает слои бронированного элемента насквозь.

Известен бронеавтомобиль (заявка Германии №19960944, МПК F41H 7/04, опубл. 17.12.1999), содержащий усиленный пуленепробиваемый элемент, состоящий из нескольких броневых секций, соединенных болтами внахлест. Наружная сторона болтового соединения имеет конусную поверхность. В результате этого обеспечивается отклонение попадающих в бронеавтомобиль пуль от продольной оси. Поэтому исключается возможность пробивания соединения скрепляемых броневых секций.

К недостаткам этого технического решения можно отнести, в первую очередь то, что попадание пули непосредственно в зону резьбы приводит к пробитию конструкции даже в усиленном стыке с нахлестом между секциями. Кроме того, соединение секций внахлест для исключения зазоров в стыках между секциями переутяжеляет конструкцию в целом.

Известен бронированный элемент конструкции, используемый в качестве брони (заявка Германии №4005904, МПК F41H 5/04, опубл. 29.08.1991), содержащий фасонные элементы из керамики, торцевыми поверхностями прилегающие друг к другу, зафиксированные на подложке.

Одним из основных недостатков бронированного элемента является то, что попадание подкалиберной пули в стык между элементами из керамики приводит к интенсивному разрушению их торцевых поверхностей в зоне удара. Это разрушение также усиливается за счет влияния краевых эффектов. В конечном результате, зазор в стыке между плитами увеличивается и пуля пробивает слои бронированного элемента насквозь.

Бронированный элемент конструкции по заявке Германии №4005904 близок по задаче к заявляемой броневой защите и выбран в качестве прототипа.

Задачей, стоящей перед авторами предлагаемого изобретения, является разработка надежной защиты охраняемого объекта от воздействия подкалиберных пуль стрелковых систем.

Техническим результатом предлагаемого решения является повышение защитных свойств броневой защиты к воздействию подкалиберных пуль стрелковых систем путем дестабилизации движения пули за счет изменения профиля стыка торцевых поверхностей элементов из керамики и предложенной стыковки их между собой.

Технический результат достигается тем, что в броневой защите, содержащей фасонные элементы из керамики, зафиксированные на подложке и состыкованные торцевыми поверхностями друг с другом, торцевые поверхности фасонных элементов из керамики выполнены сложного профиля, средняя часть выполнена со скосом. Угол наклона скоса выбран 10÷25°. Скосы каждой пары элементов из керамики выполнены со взаимно противоположными направлениями, при этом длина каждого скоса выбрана такой, что при стыковке элементов из керамики с противоположными направлениями скосов образуются лицевые и тыльные зазоры глубиной 0,2÷0,4 и шириной 0,04÷0,15 от толщины элементов из керамики. Суммарная длина на состыкованных элементах из керамики, образующаяся на продолжении линии скоса, составляет не менее 0,7 от толщины элементов из керамики.

Такое техническое решение позволяет при попадании пули в броневую защиту в зону, где зазоры отсутствуют, осуществлять ее разрушение стационарно без потери устойчивости, а при попадании в зону зазоров - с потерей ее устойчивого движения. Подложка получает незначительные повреждения без сквозного пробития. Для обеспечения необходимых равнопрочных защитных свойств броневой защиты прежде всего при попадании пули в зазоры между бронеэлементами торцевые поверхности фасонных элементов из керамики выполнены сложного профиля, наиболее важным из которого является то, что средняя часть этого профиля выполнена со скосом определенной длины и скосы каждой пары элементов из керамики выполнены со взаимно противоположными направлениями. При стыковке элементов из керамики образуются лицевые и тыльные зазоры, смещенные друг относительно друга. Стойкость к воздействию подкалиберных пуль стрелкового оружия при попадании указанной пули в лицевой зазор достигается за счет того, что при этом происходит потеря ее устойчивости при контакте со скосами элементов из керамики. Пуля отклоняется от первоначального направления движения, начинает разворачиваться, процесс ее разрушения усиливается. Подложки броневой защиты достигает незначительная часть пули - 0,2÷0,3 от ее начальной длины. В случае попадания пули в зону тыльного зазора вначале происходит постепенное, но интенсивное, ее разрушение без потери устойчивости. Этот процесс продолжается вплоть до достижения пулей тыльного зазора. Далее пуля теряет свою устойчивость и разворачивается. При взаимодействии с подложкой происходит ее интенсивное торможение. Подложка получает незначительное локальное повреждение без сквозного пробития. Конструкция броневой защиты выбрана таким образом, что стыки между соседними бронеэлементами не являются слабым звеном, а наоборот, становятся полезными с точки зрения реализации процессов дестабилизации движения пули, поворота и усиления ее разрушения (фрагментации) при внедрении в защитные слои. Угол наклона скоса торцевых поверхностей элементов из керамики выбран из условия реализации рикошета подкалиберной пули и непробития броневой защиты.

Глубина и ширина лицевого и тыльного зазоров, образующихся при стыковке соседних элементов из керамики, зависят от длины скосов с взаимно противоположными направлениями. Наиболее оптимальными с точки зрения наилучших защитных и эксплуатационных свойств броневой защиты являются зазоры глубиной 0,2÷0,4 и шириной 0,04÷0,15 от толщины элементов из керамики. При этом суммарная длина на состыкованных элементах из керамики, образующаяся на продолжении линии скоса, должна составлять не менее 0,7 от толщины элементов из керамики. Если же эти соотношения не сохраняются, защитные и эксплуатационные свойства броневой защиты снижаются. Так, если глубина зазоров будет менее предложенной величины (0,2÷0,4 от толщины элементов из керамики), то суммарная длина на состыкованных элементах из керамики, образующаяся на продолжении линии скоса, будет составлять менее 0,7 от толщины элементов из керамики. Это приводит к тому, что при попадании подкалиберной пули в стык между элементами из керамики под углом, когда не реализуются условия для осуществления рикошета пули, возможно разрушение подложки и сквозное пробитие броневой защиты из-за малой толщины элементов из керамики по направлению воздействия пули. Если же глубина указанных зазоров будет больше заявляемой величины, то зона стыка между соседними элементами из керамики значительно ослабляется при попадании подкалиберной пули по нормали к поверхности броневой защиты. При этом хоть и будет происходить сильная дестабилизация движения пули, но для ее достаточного разрушения и торможения становится недостаточно толщины элементов из керамики в зоне стыка.

В то же время ширина зазора должна быть заведомо меньше диаметра (миделя) подкалиберной пули с тем, чтобы не происходило свободное проникание пули в конструкцию и, следовательно, пробитие броневой защиты. Кроме того, ширина зазоров в стыках должна быть не меньше величины тепловых зазоров между элементами из керамики для того, чтобы сохранялась конструкционная прочность броневой защиты в эксплуатации при температурных перепадах. Выбранная ширина зазоров 0,04÷0,15 от толщины элементов из керамики удовлетворяет указанным требованиям.

Таким образом, заявляемое техническое решение обеспечивает надежную защиту охраняемого объекта от воздействия подкалиберных пуль стрелковых систем за счет профиля торцевых поверхностей элементов из керамики и стыковки их между собой.

На фиг.1 представлен общий вид броневой защиты, а на фиг.2 - броневая защита при воздействии на нее подкалиберной пули, где:

1 - фасонные элементы из керамики;

2 - фасонные торцевые поверхности элементов из керамики;

3 - скосы фасонных торцевых поверхностей элементов из керамики;

4 - лицевой зазор;

5 - тыльный зазор;

6 - подкалиберная пуля;

7 - подложка;

Н - толщина элементов из керамики;

L₁+L ₂ - суммарная длина, образующаяся на продолжении линии скоса;

f - ширина зазора;

h - глубина зазора;

- угол наклона скоса.

Броневая защита содержит фасонные элементы 1 из керамики, состыкованные торцевыми поверхностями 2 друг с другом. Торцевые поверхности 2 фасонных элементов 1 из керамики выполнены сложного профиля - средняя часть выполнена со скосом 3, угол наклона которого выбран 10÷25°. Скосы 3 каждой пары фасонных элементов 1 из керамики выполнены с взаимно противоположными направлениями. При этом длина каждого скоса 3 выбрана такой, что при стыковке элементов 1 из керамики с противоположными направлениями скосов 3 образуются лицевые 4 и тыльные 5 зазоры глубиной h, равной 0,2÷0,4 и шириной f, равной 0,04÷0,15 от толщины Н элементов 1 из керамики. Суммарная длина L ₁+L₂ на состыкованных элементах 1 из керамики, образующаяся на продолжении линии скоса, составляет не менее 0,7 от толщины Н элементов 1 из керамики.

Рассмотрим одну из возможных ситуаций. При попадании подкалиберной пули 6 в лицевой зазор 4 при контакте со скосами 3 элементов 1 из керамики происходит потеря ее устойчивости. Пуля 6 отклоняется от первоначального направления движения, начинает разворачиваться и разрушаться. Процесс ее разрушения усиливается. Подложки 7 броневой защиты достигает часть разрушенной подкалиберной пули 6. При взаимодействии с подложкой 7 происходит ее полное торможение. При этом подложка 7 получает незначительное локальное повреждение без сквозного пробития.

В качестве примера конкретного промышленного выполнения броневой защиты предложено следующее исполнение.

Броневая защита содержит фасонные элементы 1 из керамики карбида кремния толщиной Н=10 мм, состыкованные торцевыми поверхностями 2 друг с другом. Торцевые поверхности 2 фасонных элементов 1 из керамики выполнены сложного профиля - средняя часть выполнена со скосом 3. Угол наклона скоса выбран 22°. Скосы 3 каждой пары фасонных элементов 1 из керамики выполнены с взаимно противоположными направлениями. При стыковке элементов 1 из керамики с противоположными направлениями скосов 3 образуются лицевые 4 и тыльные 5 зазоры глубиной h=2,5 мм и шириной f=0,5 мм. Суммарная длина L₁+L ₂ на состыкованных элементах 1 из керамики, образующаяся на продолжении линии скоса, составляет 14 мм. Подложка 7 выполнена из стали 12Х18Н10Т.

Заявляемая конструкция позволяет решить поставленную задачу по разработке надежной защиты охраняемого объекта от воздействия подкалиберных пуль стрелковых систем за счет изменения профиля торцевых поверхностей элементов из керамики и предложенной стыковки их между собой.

Проведенные расчеты и испытания подтвердили заявляемый технический результат.