БРОНИРОВАННОЕ ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО

Предлагаемая полезная модель относится к бронированному транспортному средству, включающему бронепанели, в частности, композитные бронепанели, содержащие один или большее количество защитных слоев.
Предпосылки создания предлагаемой полезной модели
Стандартная бронепанель того типа, к которому относится предлагаемая полезная модель, содержит слои, приспособленные для постепенного поглощения кинетической энергии удара, нанесенного панели прилетевшим поражающим элементом, и в конечном счете - для полного недопущения проникновения этого поражающего элемента или его осколков к защищаемому объекту.
Слои, используемые в таких бронепанелях, можно поделить на две группы: (1) твердые слои, например, стальные или керамические и (2) мягкие слои, например, из арамида (называемого также полипарафенилентерефта-ламидом) или из сверхвысокомолекулярного полиэтилена высокой плотности UHMW HDPE (аббревиатура от Ultra High Molecular Weight High Density PolyEthylene - сверхвысокомолекулярный полиэтилен высокой плотности). Более твердые слои обычно располагаются на той стороне, откуда ожидается попадание поражающего элемента, с тем чтобы поглотить большую часть его кинетической энергии и тем самым его замедлить и раздробить и/или существенно деформировать. Более мягкие слои поглощают оставшуюся кинетическую энергию поражающего элемента и останавливают его движение или движение его фрагментов, предотвращая тем самым его или их контакт с защищаемым объектом и деформирование защищаемого объекта или, по меньшей мере, проникновение в него.
В данной области техники известно использование бронепанелей, имеющих несколько твердых слоев из разных материалов с целью лучшего поглощения кинетической энергии прилетающих поражающих элементов.
Выбор между различными материалами, из которых могут изготовляться твердые и/или мягкие слои бронепанели, зависит от требуемых свойств бронепанели как готового изделия, таких как ее баллистические свойства, вес (масса) и т.д. Так, например, твердый керамический слой может быть легким, но хрупким, в то время как твердый стальной слой с такими же баллистическими свойствами может быть очень тяжелым, хотя и легким в обработке.
В качестве дополнительных примеров можно указать на публикации US 2010/0011949 и ЕР 2176178, в которых раскрывается бронепанель для защиты объекта от прилетающих поражающих элементов с ожидаемым направлением удара, при этом такая бронепанель содержит по меньшей мере броневой слой из цементированного карбида в виде заполнителя из карбида металла в матрице из металла-связки.
Однако публикация US 2010/0011949 не содержит информации о том, как транспортное средство, снабженное вышеописанной бронепанелью, приводится в движение, благодаря чему остается открытой возможность того, что это может быть транспортное средство обычного типа, имеющее привод на единственную колесную пару/ось (привод на передние колеса или привод на задние колеса), из-за чего транспортное средство имеет пониженные подвижность и маневренность по причине большого веса такой бронепанели.
Цель предлагаемой полезной модели
Цель предлагаемой полезной модели состоит в создании транспортного средства, снабженного бронепанелью, но сохраняющего на прежнем уровне свою подвижность и маневренность несмотря на увеличенный в результате добавления бронепанели вес.
Краткое описание предлагаемой полезной модели.
Предметом предлагаемой полезной модели является бронированное транспортное средство, снабженное бронепанелью, описанной в публикации US 2010/0011949, характеризующегося тем, что с целью сохранения подвижности и маневренности транспортного средства несмотря на увеличенный в результате добавления упомянутой брони вес, транспортное средство содержит по меньшей мере один из следующих видов привода:
- привод на более чем одну пару колес,
- гусеничную тягу.
Признак «транспортное средство с приводом на более чем одну пару колес» в подпункте (а) выше должен пониматься как обозначающий транспортное средство, содержащее две или большее количество пар ведущих колес, находящихся на расстоянии одна от другой вдоль продольного размера транспортного средства, например, передняя пара ведущих колес и задняя пара ведущих колес.
В силу вышеизложенного может быть применен любой из следующих вариантов реализации одной из двух или большего количества пар ведущих колес:
i) каждое колесо связано с независимой системой подвески, при этом вал привода колеса получает мощность двигателя индивидуально,
ii) колеса установлены на общей оси, которая независимо получает мощность от двигателя; когда в транспортном средстве на соответствующих осях пар ведущих колес такого типа больше одной; такое транспортное средство может быть охарактеризовано как «транспортное средство с приводом на более чем одну пару колес»; и
Транспортное средство типа (а) (см. выше) может также содержать колесные пары, удовлетворяющие одновременно и пункту (i), и пункту (ii) (см. выше), например, оно может иметь два передних ведущих колеса, каждое из которых установлено на приводном валу, независимо получающем мощность от двигателя, а два задних ведущих колеса могут быть установлены на общей задней оси.
Следует заметить, что вышесказанное охватывает также такой вариант, в котором транспортное средство имеет четыре передних колеса, которые расположены в виде двух пар: одной левосторонней колесной пары и одной правосторонней колесной пары (то есть, всего четыре колеса на одной оси), если по меньшей мере две пары колес в таком транспортном средстве удовлетворяют приведенному выше определению.
Ниже приводятся некоторые примеры транспортного средства типа (а):
- транспортное средство с приводом на четыре колеса, имеющее две пары колес, каждая из которых получает мощность индивидуально, например, высокомобильное многоцелевое колесное транспортное средство HMMWV (аббревиатура от High Mobility Multipurpose Wheeled Vehicle-высокомобильное многоцелевое колесное транспортное средство, «Хамви»),
- транспортное средство с приводом на шесть колес, имеющее три пары колес, каждая из которых получает мощность индивидуально, например, средняя тактическая транспортная замена MTVR (аббревиатура от Medium Tactical Vehicle Replacement - средняя тактическая транспортная замена), и
- транспортное средство с приводом на восемь колес, имеющее четыре пары колес, каждая из которых получает мощность индивидуально, например, тяжелое расширенное мобильное тактическое транспортное средство на гусеничной тяге HEMMITT (аббревиатура от Heavy Expanded Mobility Tactical Truck - тяжелое расширенное мобильное тактическое транспортное средство на гусеничной тяге).
Должно быть понятно, что транспортное средство может содержать дополнительные колесные пары/оси, которые не получают индивидуального привода, например:
- транспортное средство схемы 6×4, имеющее три пары колес, из которых для двух обеспечен индивидуальный привод,- это, например, транспортные средства KAMAZ 54112, KAMAZ 65115, KAMAZ 6520 и TATRA 815-Z,
- транспортное средство схемы 8×6, имеющее четыре пары колес, из которых для трех обеспечен индивидуальный привод,- это, например, транспортное средство Scania G420,
- транспортное средство схемы 8×4, имеющее четыре пары колес, из которых для двух обеспечен индивидуальный привод,- это, например, транспортные средства KAMAZ 6540 VOLVO FM9 8×4 340.
Транспортное средство типа (b) может представлять собой тяжелое транспортное средство транспортное средство на гусеничной тяге, содержащее гусеничный механизм, включающий непрерывную гусеницу, установленную на два или большее количество движущих колес и получающую от них привод. Ниже приводятся некоторые примеры транспортного средства этого типа:
- бронированное транспортное средство М113А для перевозки живой силы,
- вседорожное бронированное транспортное средство - амфибия BvS10 и даже
- танк Abrams М1А2.
Другие примеры транспортных средств приведены в помещаемой ниже таблице.
Категория
Транспортное средство
Полная масса транспортного средства
Полезная грузоподъемность
Колесная схема
Легкие тактические транспортные средства и транспортеры
Новые высокомобильные многоцелевые колесные транспортные средства - все варианты
5490
2300
4×4
Легкие тактические транспортные средства и транспортеры
Усовершенствованные экранированные(эрзац-бронированные) высокомобильные многоцелевые колесные транспортные средства
4550
2000
4×4
Легкие тактические транспортные средства и транспортеры
Высокомобильные многоцелевые колесные транспортные средства средней и повышенной вместимости
5490
1040
4×4
Легкие тактические транспортные средства и транспортеры
Общевойсковые легкие тактические транспортные средства
4500
2313
4×4
Средние и тяжелые тактические транспортные средства и транспортеры
Семейство средних тактических транспортных средств
10070
2268
От 4×4 до 8×8
Средние и тяжелые тактические транспортные средства и транспортеры
Замена войсковоготранспортного средства средней грузоподъемности
7100
2×4
Средние и тяжелые тактические транспортные средства и транспортеры
Тяжелые грузовые транспортные средства повышенной проходимости A3
13000
8×8
Средние и тяжелые тактические транспортные средства и транспортеры
Тяжелые грузовые транспортные средства повышенной проходимости А4
32205
8×8
Средние и тяжелые тактические транспортные средства и транспортеры
Тяжелые грузовые транспортные средства повышенной проходимости специального назначения
11000
8×8
Специальные транспортные средства для морской пехоты
Бронетранспортер для морской пехоты
≈22700
Специальные транспортные средства для морской пехоты
Легкие бронированные транспортные средства
17000-22000
3000-6000
Боевые транспортные средства
БМП Брэдли А2
Гусеницы
Боевые транспортные средства
БМП Брэдли A3
Гусеницы
Боевые транспортные средства
Бронированное многоцелевое транспортное средство
Гусеницы
Боевые транспортные средства
Программа системного усовершенствования танка «Абрамс М1А2»
69500
Гусеницы
Боевые транспортные средства
Сухопутное боевое транспортное средство
Гусеницы
Бронированные транспортные средства обеспечения безопасности, транспортные средства с повышенной защитой от мин и самодельных взрывных устройств и семейство транспортных средств с защитой от мин
Бронированные транспортные средства обеспечения безопасности
14785
1524
4×4
Бронированные транспортные средства обеспечения безопасности, транспортные средства с повышенной защитой от мин и самодельных взрывных устройств и семейство транспортных средств с защитой от мин
Транспортные средства повышенной проходимости с повышенной защитой от мин и самодельных взрывных устройств
11340
1814
4×4
Бронированные транспортные средства обеспечения безопасности, транспортные средства с повышенной защитой от мин и самодельных взрывных устройств и семейство транспортных средств с защитой от мин
Транспортные средства с повышенной защитой от мин исамодельных взрывных устройств - «Кугуар» (Н) (Cougar)
14500
2720
4×4
Бронированные транспортные средства обеспечения безопасности, транспортные средства с повышенной защитой от мин и самодельных взрывных устройств и семейство транспортных средств с защитой от мин
Транспортные средства с повышенной защитой от мин исамодельных взрывных устройств -«Буйвол» (Buffalo)
25000
17545
6×6
Бронированные транспортные средства обеспечения безопасности, транспортные средства с повышенной защитой от мин и самодельных взрывных устройств и семейство транспортных средств с защитой от мин
Транспортные средства с повышенной защитой от мин и самодельных взрывных устройств - «MaxxPrо Dash»
23360
4540
4×4
Следует заметить, что при использовании бронепанели масса транспортного средства значительно увеличивается, вследствие чего соответственно повышается нагрузка на систему привода (колеса, оси и/или гусеницы) транспортного средства.
Должно быть понятно, что при использовании транспортного средства с приводом на более чем одну пару колес или транспортного средства на гусеничной тяге с бронированным корпусом, как это описано выше, несмотря на увеличенную массу корпуса обеспечивается сохраняемая на прежнем уровне маневренность и способность передвигаться в условиях бездорожья. В частности, в отличие от обычных транспортных средств с приводом на одну колесную пару/ось (привод либо на передние, либо на задние колеса) транспортное средство согласно предлагаемой полезной модели менее склонно к увязанию в грязи.
Например, в случае транспортного средства типа (а) (см. выше) привод на более чем одну пару колес обеспечивает подачу большей мощности на движущие колеса и равномерное распределение мощности по колесам, благодаря чему предотвращается увязание колесной пары и/или оси в грунте, что имело бы место в случае единственной движущей колесной пары. В случае транспортного средства типа (b) (см. выше) распределение веса транспортного средства обеспечивается за счет большой площади гусениц, благодаря чему увязание транспортного средства в мягком грунте становится менее вероятным.
Важно отметить также, что при использовании транспортного средства с таким типом привода, который указан выше, приводная мощность транспортного средства распределяется между колесами более равномерно, благодаря чему обеспечиваются улучшенные подвижность и маневренность транспортного средства. В частности, это позволяет достичь характеристик привода по меньшей мере не худших, по сравнению с подобным транспортным средством с приводом на одну пару колес и не имеющим утяжеления. Это преимущество в подвижности и маневренности становится особенно явным, например, при движении транспортного средства по склону (вверх или вниз), - в этом случае оно меньше скользит (при движении вниз) или застревает (при движении вверх).
Упомянутая бронепанель может быть выполнена с возможностью защиты человеческого тела, то есть, выполнять функцию персональной брони, например, в виде бронежилета, или же она может быть выполнена с возможностью защиты подвижной или неподвижной конструкции, приспособленной для вмещения лиц, подлежащих охране, например, с возможностью защиты транспортного средства.
В тексте настоящей заявки выражение «заполнитель из карбида металла в матрице из металла-связки» обозначает карбид металла в виде гранулированного и/или порошкообразного материала, который равномерно распределен в матрице из металла-связки.
Следует заметить, что карбид металла может быть поделен на две главные группы, одна из которых включает цементированный карбид, содержащий заполнитель из карбида металла в матрице из металла-связки, а другая - цементированный карбид, содержащий заполнитель без связующего.
Для простоты изложения в настоящей заявке металл в составе упомянутого карбида металла будет называться «карбидный металл», а металл, используемый в матрице из металла-связки, будет называться «металл-связка».
Упомянутые карбидный металл и металл-связка по своим специфическим характеристикам могут различаться. А именно, свойства карбидного металла и металла-связки могут быть разными. С целью обеспечения высокой твердости, высокой ударной вязкости и высокой температуры плавления цементированного карбида карбидный металл может быть выбран из группы тугоплавких металлов. Что касается металла-связки, то с целью снижения хрупкости цементированного карбида и придания ему высокой ударной вязкости металл-связка может иметь более низкие показатели твердости, чем карбидный металл.
Цементированный карбид может изготовляться рядом способов в твердом, жидком и парообразном состояниях, что само по себе известно, например, путем горячего изостатического прессования или путем спекания. В процессе изготовления металл-связка и карбидный металл подвергаются нагреванию до расплавления металла-связки, в то время как карбид металла остается в твердом состоянии, благодаря чему цементированному карбиду придается желаемая морфология. Это возможно благодаря тому, что температура плавления карбида выше, чем температура плавления металла-связки.
3
1/2
3
2
2
3
2
2
Карбидные металлы выбираются таким образом, чтобы карбид металла имел относительно высокую плотность, высокую жесткость и высокую твердость. Таким образом, карбиды металлов, указанных выше, могут иметь плотность в диапазоне 4,93-15,8 г/см, жесткость в диапазоне 240 Мпа-550 МПа, твердость в диапазоне 1400-3000 HV-50 (твердость по Виккерсу) и температуру плавления в диапазоне 1800°С-3990°С. Ударная вязкость таких карбидов металлов относительно невысока, она может достигать, например, приблизительно 12 МПа*(м). В качестве некоторых примеров таких карбидов металлов могут быть указаны такие соединения как WC, TiC, ТаС, NbC, ZrC, HfC, VC, CrC, MoC и т.д. Цементированный карбид может содержать несколько карбидов металлов, образующих несколько типов заполнителей с использованием одного и того же металла-связки. В качестве некоторых примеров таких цементированных карбидов могут быть названы WC-Co, WC-TiC-TaC-NbC-Co, WC-CrC-Co, TiCN-WC-TiC-TaC-NbC-Ni-Co-MoC-VC.
3
1/2
Плотность металла-связки может составлять величину в диапазоне 7,8-8,9 г/см, его ударная вязкость может достигать 400 МПа*(м), что значительно выше, чем ударная вязкость карбидов металлов, а температура плавления металла матрицы из металла-связки составляет величину в диапазоне 1450°С-1536°С. В качестве некоторых примеров таких металлов могут быть указаны кобальт (Со), никель (Ni), железо (Fe) и т.д.
У перечисленных выше металлов-связок атомная масса существенно ниже, чем у карбидных металлов, благодаря чему для цементированного карбида, используемого для бронированной панели, обеспечивается существенно более низка общая плотность, чем общая плотность подобного цементированного карбида, в котором в качестве металла-связки использован металл (например, вольфрам (W), титан (Ti), ниобий (Nb) и т.д.) с атомной массой, близкой к атомной массе карбидных металлов.
В слое цементированного карбида заполнитель из карбида металла может находиться в виде зерен, равномерно распределенных в матрице из металла-связки. Размер зерен этого заполнителя из карбида металла может быть таким, чтобы для каждого зерна он не превышал 20 мкм. Например, для зерен карбида вольфрама (WC) этот размер может составлять величину в диапазоне приблизительно 0,5 мкм-2,3 мкм, предпочтительно - в диапазоне 0,7 мкм-2,1 мкм, еще более предпочтительно - в диапазоне 0,9 мкм-1,9 мкм, при этом средний размер зерна составляет приблизительно 1,3 мкм. Для зерен карбида титана (TiC) этот размер может составлять величину в диапазоне приблизительно 2,5 мкм-6,2 мкм, предпочтительно - в диапазоне 2,7 мкм-6 мкм, еще более предпочтительно - в диапазоне 2,9 мкм-5,8 мкм, при этом средний размер зерна составляет приблизительно 2,7 мкм.
Состав цементированного карбида может быть таким, что массовая доля заполнителя из карбида металла в нем не превышает 80%. Массовая доля заполнителя из карбида металла может составлять величину [(в процентах по массе)] в диапазоне приблизительно 80-96%, предпочтительно - в диапазоне приблизительно 85-94%, еще более предпочтительно - в диапазоне приблизительно 90-92%. Матрица из металла-связки может быть такой, что в составе цементированного карбида ее массовая доля не превышает 80%. Массовая доля матрицы из металла-связки может составлять величину (в процентах по массе) в диапазоне приблизительно 4%-20%, предпочтительно - в диапазоне приблизительно 6%-15%, еще более предпочтительно - в диапазоне приблизительно 8%-10%.
Состав цементированного карбида может также быть таким, что объемная доля заполнителя из карбида металла в нем не превышает 70%. Объемная доля заполнителя из карбида металла может составлять величину (в процентах по объему) в диапазоне приблизительно 82-96%, предпочтительно - в диапазоне приблизительно 86-92%, еще более предпочтительно - в диапазоне приблизительно 88-90%. Матрица из металла-связки может быть такой, что в составе цементированного карбида ее объемная доля не превышает 30% по объему. Объемная доля матрицы из металла-связки может составлять величину в диапазоне приблизительно 4%-18%, предпочтительно - в диапазоне приблизительно 8%-14%, еще более предпочтительно - в диапазоне приблизительно 10%-12%.
Должно быть понятно, что цементированный карбид может содержать наполнители из разных карбидов металлов, например, из карбида титана (TiC) и карбида вольфрама (WC). В этом случае массовая доля заполнителя из карбида вольфрама (WC) в составе цементированного карбида может составлять величину (в процентах по массе), находящуюся в диапазоне 70%-85%, предпочтительно - в диапазоне 74%-80%, еще более предпочтительно - в диапазоне 76%-79%. При этом массовая доля заполнителя из карбида титана (TiC) в составе цементированного карбида может составлять величину (в процентах по массе), находящуюся в диапазоне 10%-20%, предпочтительно - в диапазоне 12%-18%, еще более предпочтительно - в диапазоне 14%-16%. Массовая доля металла-связки в составе цементированного карбида может составлять величину (в процентах по массе), находящуюся в диапазоне 4%-20%, предпочтительно - в диапазоне 6%-15%, еще более предпочтительно - в диапазоне 8%-10%.
В этом случае объемная доля заполнителя из карбида вольфрама (WC) в составе цементированного карбида может составлять величину (в процентах по объему), находящуюся в диапазоне 50%-65%, предпочтительно - в диапазоне 53%-62%, еще более предпочтительно - в диапазоне 56%-60%. При этом объемная доля заполнителя из карбида титана (TiC) в составе цементированного карбида может составлять величину (в процентах по объему), находящуюся в диапазоне 24%-40%, предпочтительно - в диапазоне 27%-36%, еще более предпочтительно - в диапазоне 30%-33%. Объемная доля металла-связки в составе цементированного карбида может составлять величину (в процентах по объему), находящуюся в диапазоне 4%-16%, предпочтительно - в диапазоне 6%-14%, еще более предпочтительно - в диапазоне 9%-12%.
3
1/2
Общая плотность такого цементированного карбида может составлять величину, находящуюся в диапазоне 5,5-15,5 г/см, его жесткость может составлять величину, находящуюся в диапазоне 1,7-4,1 ГПа, его твердость может составлять величину, находящуюся в диапазоне 87-93 единиц по шкале А Роквелла, а его ударная вязкость может составлять величину до 20 МПа*(м), то есть, ниже, чем у металла-связки, но выше, чем у карбида металла.
Должно быть понятно также, что приведенные выше показатели состава выбраны конкретно для получения цементированного карбида, с одной стороны, обладающего высокой твердостью за счет заполнителя из карбида металла, а с другой стороны, обладающего высокой ударной вязкостью за счет матрицы из металла-связки. В частности, поскольку этот цементированный карбид используется в бронепанели, состав выбирается таким образом, чтобы такая бронепанель выдерживала сильное ударное воздействие в течение короткого промежутка времени.
Следует заметить, что бронепанель может содержать также слой, выполненный из цементированного карбида частично, например, он может содержать гранулы и/или пластинки из цементированного карбида. Под термином «гранулы» здесь следует понимать бронеэлементы, выполненные с возможностью введения их в бронепанель и обычно имеющие форму параллелепипеда/цилиндра, вытянутого вдоль своей продольной оси. Строение бронепанели может быть таким, что гранулы/плитки введены в матрицу, характеристики которой могут отличаться от характеристик матрицы металла-связки, например, она может быть выполнена из легкого металла (например, алюминия) или термопластичного/термореактивного полимера (например, синтетической смолы).
Одно из удивительных свойств, которое может быть придано слою из цементированного карбида, описанному выше, состоит в том, что этот слой, с одной стороны, ведет себя как механически однородный подобно известным и широко применяющимся в отрасли бронированным керамическим пластинкам, а с другой стороны, он может проявлять существенно более низкую по сравнению с такими пластинками хрупкость (благодаря вязкости металла-связки), в результате чего такой броневой слой может сохранять защитные характеристики при попадании поражающих элементов в одно и то же место, сравнимые с защитными характеристиками защитного слоя из карбидных гранул или бронеэлементов внутри матрицы, а также он может, например, для придания желаемого дизайна подвергаться обработке, в частности, резанию с применением станков с числовым программным управлением без крошения.
Испытания бронепанели с броневым слоем из цементированного карбида, описанного выше, в сравнении со стандартной бронепанелью со стальным броневым слоем, имеющим толщину, большую, чем толщина слоя из цементированного карбида, но в остальных отношениях подобным слою из цементированного карбида, показали, что у этой бронепанели при существенно меньшем весе противодействие проникновению такое же, как у стандартной бронепанели. Бронепанель может содержать два или большее количество слоев из такого же или отличающихся цементированных карбидов.
Кроме того, дополнительно к по меньшей мере одному слою из цементированного карбида бронепанель может содержать перед слоем из цементированного карбида или позади него комплементарный броневой слой и/или, факультативно, тыльный слой. Эти дополнительные слои могут быть выполнены из подходящих для целей предлагаемой полезной модели баллистических материалов, например, из стали, металла, керамики или любого другого баллистического материала.
Краткое описание прилагаемых чертежей
Для лучшего понимания предлагаемой полезной модели и ее практической реализации далее будут описаны варианты ее осуществления, которыми, однако, не ограничивается объем притязаний, со ссылками на прилагаемые чертежи.
На фиг.1 схематично изображено поперечное сечение известной из уровня техники стандартной бронепанели.
На фиг.2А схематично изображено поперечное сечение бронепанели согласно одному из вариантов осуществления предлагаемой полезной модели.
На фиг.2В и фиг.2С схематично показана структура цементированного карбида согласно предлагаемой полезной модели и твердого металла согласно уровню техники, соответственно.
На фиг.3 схематично изображено поперечное сечение бронепанели согласно другому варианту осуществления предлагаемой полезной модели.
На фиг.4 схематично изображено поперечное сечение бронепанели согласно еще одному варианту осуществления предлагаемой полезной модели.
На фиг.5 схематично изображено поперечное сечение бронепанели согласно еще одному варианту осуществления предлагаемой полезной модели.
На фиг.6А схематично представлено транспортное средство согласно одному варианту осуществления предлагаемой полезной модели с колесной схемой 4x4, корпус снабженное броней, изображенной на предыдущих чертежах.
На фиг.6В схематично представлено транспортное средство согласно другому варианту осуществления предлагаемой полезной модели с приводом на более чем одну пару колес снабженное броней, проиллюстрированной на предыдущих чертежах.
На фиг.6С схематично представлено транспортное средство согласно еще одному варианту осуществления предлагаемой полезной модели с приводом на более чем одну пару колес, снабженное броней, проиллюстрированной на предыдущих чертежах.
На фиг.6D схематично представлено транспортное средство транспортное средство на гусеничной тяге согласно одному варианту осуществления предлагаемой полезной модели, снабженное броней, проиллюстрированной на предыдущих чертежах.
На фиг.6Е схематично представлено транспортное средство на гусеничной тяге согласно другому варианту осуществления предлагаемой полезной модели, снабженное броней, проиллюстрированной на предыдущих чертежах.
Подробное описание вариантов осуществления предлагаемой полезной модели
F
R
F
R
PF
PR
PF
PR
F
R
На фиг.6А показано транспортное средство А согласно одному варианту осуществления предлагаемой полезной модели с колесной схемой 4×4 (например, высокомобильное многоцелевое колесное транспортное средство, HMMV «Хамви»), четыре колеса W которого образуют две пары ведущих колес, а именно: переднюю пару ведущих колес P и заднюю пару ведущих колес P (видны не полностью), оси которых обозначены соответственно как X и X. Для ясности колеса, принадлежащие к передней паре, обозначены как W, а колеса, принадлежащие к задней паре, обозначены как W. Каждая колесная пара W и W получает приводную мощность индивидуально для вращения вокруг осей X и X соответственно.
PF
PM
PR
F
M
R
PF
PM
PR
PF
PM
PR
F
М
R
На фиг.6В показано транспортное средство В согласно другому варианту осуществления предлагаемой полезной модели с приводом на более чем одну пару колес, шесть колес W которого образуют три пары ведущих колес, а именно: переднюю пару ведущих колес W, среднюю пару ведущих колес W (видны не полностью) и заднюю пару ведущих колес W (также видны не полностью), оси которых обозначены соответственно как X, X и X. Для ясности колеса, принадлежащие к передней паре, обозначены как W, колеса, принадлежащие к средней паре, обозначены как W, а колеса, принадлежащие к задней паре, обозначены как W. В рассматриваемом варианте осуществления предлагаемой полезной модели каждая колесная пара W, W и W получает приводную мощность индивидуально для вращения вокруг осей X, Х и X соответственно.
PF
PM1
PM2
PR
F
M1
М2
R
PF
PM1
PM2
PR
PF
PM1
PM2
PR
F
M1
М2
R
На фиг.6С показано транспортное средство С HEMMITT согласно еще одному варианту осуществления предлагаемой полезной модели с приводом на более чем одну пару колес, восемь колес W которого образуют четыре пары ведущих колес, а именно: переднюю пару ведущих колес W, две средних пары ведущих колес W и W (видны не полностью) и заднюю пару ведущих колес W (также видны не полностью), оси которых обозначены соответственно как X, X, X и X. Для ясности колеса, принадлежащие к передней паре, обозначены как W, колеса, принадлежащие к средним парам, обозначены как W и W, а колеса, принадлежащие к задней паре, обозначены как W. В рассматриваемом варианте осуществления предлагаемой полезной модели каждая колесная пара W, W, W и W получает приводную мощность индивидуально для вращения вокруг осей X, X, X и X соответственно. Должно быть понятно, однако, что в других подобных транспортных средствах получать приводную мощность индивидуально могут только две или три пары колес.
На фиг.6D показано транспортное средство на гусеничной тяге D (например, М113А) согласно одному варианту осуществления предлагаемой полезной модели, имеющее гусеничный механизм, включающий гусеницы Т, охватывающие совокупности ведущих колес W.
1
1
2
2
На фиг.6Е показано транспортное средство на гусеничной тяге Е (например, BvS10 - Viking) согласно другому варианту осуществления предлагаемой полезной модели, имеющее две гусеничных единицы, одна из которых имеет гусеницы T, охватывающие совокупности ведущих колес W, а другая имеет гусеницы Т, охватывающие совокупности ведущих колес W.
Сущность предлагаемой полезной модели состоит в том, что любое из описанных выше транспортных средств или другие транспортные средства, подпадающие под определения, представленные в разделе «Краткое описание предлагаемой полезной модели», могут быть снабжены броней, изображенной на фиг.1-фиг.5.
В вариантах осуществления предлагаемой полезной модели, описываемых ниже, представлены примеры предлагаемой бронепанели, имеющей слой из цементированного карбида с дополнительными слоями или без таковых. Примеры материалов и способы, которые могут быть использованы для изготовления слоя из цементированного карбида, в целом указаны в разделе «Краткое описание предлагаемой полезной модели», хотя для цели настоящего подробного описания предлагаемой полезной модели будет рассматриваться один конкретный пример цементированного карбида, не ограничивающий объема притязаний предлагаемой полезной модели, а именно, рассматривается цементированный карбид на основе карбида вольфрама, который является заполнителем из. карбида металла в матрице из используемого в качестве металла-связки кобальта, полученный способом, включающим нагревание как металла-связки, так и заполнителя из карбида металла до температуры приблизительно 1600°С. Температура плавления карбида, в данном случае карбида вольфрама (≅1800°С), выше, чем у металла-связки, в данном случае кобальта (≅1550°С), поэтому кобальтовая связка плавится, переходя в жидкое состояние, в то время как карбид вольфрама остается в твердом состоянии. При этом способе изготовления имеет место даже диспергирование заполнителя из карбида металла в среде металла-связки, благодаря чему обеспечивается получение цементированного карбида с очень низкой пористостью, например, приблизительно 2%.
На фиг.2В изображена структура одного из типов цементированного карбида, используемых в бронепанелях согласно предлагаемой полезной модели, в частности, цементированного карбида, используемого в конкретном примере, описанном выше. Как можно видеть на фиг.2В, заполнитель из карбида металла (показан серым) образует кластеры 42 и связан металлом-связкой 44 (показан белым). Кластеры 42 погружены в металл-связку 44, то есть, соединение кластеров 42 с металлом-связкой 44 достигнуто частичным растворением и равномерным распределением кластеров 42 в среде металла-связки 44.
На фиг.2С изобрежена структура цементированного карбида другого типа, в котором не используется матрица из металла-связки. Представленный на фиг.2С цементированный карбид содержит кластеры 52 (показаны серым) карбида вольфрама (WC), кластеры 54 (показаны темно-серым) карбида титана (TiC) и кластеры 56 (показаны светло-серым) карбида тантала (ТаС). В рассматриваемом примере между кластерами отсутствует какой-либо металл-связка, они непосредственно соединены друг с другом в твердом состоянии.
1/2
1/2
В примере, проиллюстрированном на фиг.2В, использование металла-связки означает присутствие материала с ударной вязкостью до 20 МПа*(м), в отличие от материала, изображенного на фиг.2С, ударная вязкость которого составляет приблизительно 12 МПа*(м). Увеличенная ударная вязкость способствует повышению защитных характеристик при попадании поражающих элементов в одно и то же место бронепанели.
Для целей иллюстрации характеристик описываемых ниже бронепанелей, последние будут по соответствующим характеристикам сравниваться со стандартными бронепанелями RP (см. фиг.1), которые выполнены из стали, толщина которых равна Т и вес которых равен W, значения которых приведены в помещаемой ниже таблице.
Образец №
Характеристики
Вес единицы площади (кГ/м<sup>2</sup>)
Толщина (мм)
1
172,5
22
На фиг.2В представлен первый пример бронепанели согласно предлагаемой полезной модели, в целом обозначенной номером 1, которая выполнена из монолитного слоя 10 из цементированного карбида, образованного матрицей 12 из металла-связки и заполнителя 14 из карбида металла.
2
Чтобы сравнить баллистические характеристики (то есть, характеристики защиты от поражения огнестрельным оружием) бронепанели 1 с баллистическими характеристиками вышеозначенной бронепанели PR, изготовили бронепанель 1 толщиной t=10 мм и весом единицы площади w≅69 кГ/м. Бронепанель 1 была существенно легче и тоньше, чем стандартная бронепанель PR, а именно, отношение их весов m с составляло величину m=w/W=69/172=0,401, а соотношение их весов d составляло величину d=t/T=10/22=0,454.
Удивительно, но, несмотря на приведенные выше значения m и d, бронепанель 1 показала тот же уровень защиты, т.е. выдерживает поражающие средства уровня 3 согласно стандарту НАТО STANAG 4569; (STANAG - аббревиатура от Standardization Agreement - Соглашение по стандартизации), что и бронепанель 1 и выдерживает бронебойные снаряды и поражающие элементы типа «осколочный имитатор». Должно быть понятно также, что бронепанель 1 может обеспечить защиту также от кумулятивных подрывных зарядов.
На фиг.3 представлен еще один пример бронепанели, которая в целом обозначена позицией 1'. Эта бронепанель 1' содержит первый слой 10, выполненный из цементированного карбида, и второй слой 20, выполненный из стали, и представляется, что такая комбинация обеспечивает улучшенную способность бронепанели в целом противостоять проникновению поражающего элемента.
Следует заметить, что используемые в отношении слоев обозначения «первый» и «второй» отражают ожидаемое направление воздействия поражающего элемента, а именно, из упомянутых двух слоев первым называется тот, на который поражающий элемент воздействует раньше, чем на другой, который назван вторым. На рассматриваемом и последующих чертежах направление ожидаемого воздействия поражающего элемента обозначено стрелкой 100.
Бронепанель 1' может быть изготовлена, например, с толщиной t' первого слоя, то есть, выполненного из цементированного карбида слоя 10, равной 4 мм, и с толщиной T' второго слоя, то есть, выполненного из стали слоя 20, равной 5 мм. Как оказалось, такая бронепанель 1' выдерживает такие же поражающие средства, что и стандартная бронепанель 1, будучи существенно тоньше и легче последней.
На фиг.4 изображен еще один пример бронепанели, которая в целом обозначена позицией 1''. Эта бронепанель 1'' содержит первый слой 10, выполненный из цементированного карбида, и второй слой 30, образованный множеством листов из полиэтилена высокой плотности. Бронепанель 1'' может быть изготовлена, например, с толщиной t'' первого слоя, то есть, выполненного из цементированного карбида слоя 10, равной 10 мм, и с толщиной Т'' второго слоя, то есть, выполненного из полиэтилена высокой плотности слоя 30, равной 23 мм. Такая бронепанель 1'' показала способность выдерживать такие же поражающие средства, что и стандартная бронепанель 1, будучи существенно легче последней.
На фиг.5 иллюстрируется еще один пример бронепанели, которая в целом обозначена позицией 1'''. Эта бронепанель 1''' содержит первый слой 10, выполненный из цементированного карбида, второй слой 20, выполненный из стали, и третий, дополнительный, слой 30, составленный из листов кевлара (пара-арамидное волокно, выпускаемое под товарным знаком Kevlar). Бронепанели с такой структурой, но разными толщинами слоев и разным весом, подвергались нескольким испытаниям, результаты которых представлены ниже.
Образец №
Характеристики
Вес единицы площади (кГ/м<sup>2</sup>)
Толщина (мм)
1
86,3
18,5
Испытание №
Тип боеприпаса
Скорость (м/с)
Проникновение
1
Бронебойный 7.62×51 NATO с сердечником из карбида вольфрама
952
Нет
2
Бронебойный 7.62×51 NATO с сердечником из карбида вольфрама
933
Нет
3
Бронебойный 7.62×51 NATO с сердечником из карбида вольфрама
949
Нет
4
Бронебойный 7.62×51 NATO с сердечником из карбида вольфрама
950
Нет
5
Бронебойный 7.62×51 NATO с сердечником из карбида вольфрама
948
Нет
6
Бронебойный 7.62×51 NATO с сердечником из карбида вольфрама
942
Нет
7
Бронебойный 7.62×51 NATO с сердечником из карбида вольфрама
950
Нет
8
Бронебойный 7.62×51 NATO с сердечником из карбида вольфрама
945
Нет
Образец №
Характеристики
Вес единицы площади (кГ/м<sup>2</sup>)
Толщина (мм)
2
98,74
22,8
Испытание №
Тип боеприпаса
Скорость (м/с)
Проникновение
1
Поражающий элемент типа «осколочный имитатор», калибр 20 мм
788
Нет
2
Поражающий элемент типа «осколочный имитатор», калибр 20 мм
774
Нет
3
Поражающий элемент типа «осколочный имитатор», калибр 20 мм
815
Нет
Образец №
Характеристики
Вес единицы площади (кГ/м<sup>2</sup>)
Толщина (мм)
3
90,2
19,1
Испытание №
Тип боеприпаса
Скорость (м/с)
Проникновение
1
Поражающий элемент типа «осколочный имитатор», калибр 20 мм
789
Нет
2
Поражающий элемент типа «осколочный имитатор», калибр 20 мм
795
Нет
Образец №
Характеристики
Вес единицы площади (кГ/м<sup>2</sup>)
Толщина (мм)
4
94,8
18,2
Испытание №
Тип боеприпаса
Скорость (м/с)
Проникновение
1
Поражающий элемент типа «осколочный имитатор», калибр 20 мм
845
Нет
2
Поражающий элемент типа «осколочный имитатор», калибр 20 мм
794
Нет
Образец №
Характеристики
Вес единицы площади (кГ/м<sup>2</sup>)
Толщина (мм)
5
90,2
19,1
Испытание №
Тип боеприпаса
Скорость (м/с)
Проникновение
1
Бронебойный 7.62×51 NATO с пулей Б-32
862
Нет
2
Бронебойный 7.62×51 NATO с пулей Б-32
850
Нет
3
Бронебойный 7.62×51 NATO с пулей Б-32
847
Нет
4
Бронебойный 7.62×51 NATO с пулей Б-32
734
Нет
5
Бронебойный 7.62×51 NATO с пулей Б-32
738
Нет
6
Бронебойный 7.62×51 NATO с пулей Б-32
735
Нет
7
Бронебойный 7.62×51 NATO с пулей Б-32
864
Нет
8
Бронебойный 7.62×51 NATO с пулей Б-32
860
Нет
Из приведенных выше результатов испытаний видно, что бронепанель согласно предлагаемой полезной модели обеспечивает по меньшей мере такую же защиту от поражения огнестрельным оружием, что и стандартная бронепанель RP, будучи при этом легче и тоньше последней.
Специалистам в области техники, к которой относится предлагаемая полезная модель, должно быть понятно, что без отклонения от духа предлагаемой полезной модели и объема притязаний возможны многочисленные изменения, варианты и модификации.