БРОНЕЗАЩИТНАЯ ПРЕГРАДА

Полезная модель относится к средствам индивидуальной защиты, защиты приборов, транспортных и стационарных устройств от воздействий пуль стрелкового оружия, осколков поля боя и может использоваться в различных областях техники и промышленности - в атомной, машиностроении, в банковском деле и др.
Известна двухслойная стальная броня (патент США №3694174А; МПК В23К 20/227, В32В 15/01, F41H 5/04; опубл. 26.09.1972 г.), предназначенная для защиты от бронебойных пуль.
Броня выполнена из двух среднеуглеродистых легированных листов стали, плотно соединенных в брикет, который подвергается термомеханической обработке (горячей прокатке при определенных температурно-временном режиме и степени обжатия) и последующему отпуску в интервале температур 204-482°C. После термомеханической обработки получается стальная броня с двойными свойствами, характеризующаяся значениями твердости HRC 56-60 лицевого слоя и HRC 51-54 тыльного слоя.
Недостатками такой брони является следующее:
1. Данный технологический процесс позволяет изготовить бронезащиту со стабильными термомеханическими свойствами только небольшой толщины, и тем самым, обеспечивает защиту от пуль малого калибра (до калибра 7,62 мм).
2. Невысокая твердость лицевого слоя и повышенная твердость тыльного слоя не способствует разрушению пули лицевым слоем и гашению энергии удара пули более вязким тыльным слоем.
3. Большой удельный (на единицу поверхности) вес, вследствие использования в качестве лицевого и тыльного слоя стали, приводящий к утяжелению конструкции.
Известна комбинированная броневая защита (патент ЕПВ №1701130А1; МПК F41H 5/04; опубл. 13.09.2006 г.), предназначенная для защиты от бронебойных пуль и осколков поля боя.
Комбинированная броневая конструкция имеет многослойную структуру, составленную из взаимно соединенных защитных слоев различных материалов. Конструкция состоит из внешнего металлического поддона с плоской базовой поверхностью и огибающим бортиком. В поддоне размещена многослойная структура, состоящая из взаимно соединенных защитных слоев различных материалов.
Недостатками такой брони является следующее:
1. Она решает задачу защиты от воздействия пуль и осколков только для плоских поверхностей.
2. Комбинированная броневая защита получается в результате сложной и трудоемкой сборки.
Наиболее близким аналогом является бронезащитная преграда (патент РФ №2133433, МПК F41H 1/02, F41H 5/04, опубл. 20.07.1999 г.), предназначенная для защиты от пуль стрелкового оружия.
3
Защитная преграда состоит из фронтального керамического слоя и подложки из целлюлозосодержащего материала с удельным весом 1,05-1,30 г/см.
Недостатками такой брони является следующее:
1. При воздействии бронебойно-зажигательной пули по броне возможно зажигание пиротехническим составом подложки из целлюлозосодержащего материала. В результате этого невозможна надежная защита объекта от воздействия зажигательного состава пули.
2. Данное технологическое решение позволяет изготовить бронезащиту обеспечивающую защиту от пуль малого калибра (до калибра 7,62 мм). Для защиты от пуль большего калибра и более энергоемких осколков необходимо значительное увеличение толщины подложки, что приведет к увеличению габаритных размеров бронезащиты.
Задачей полезной модели является разработка надежной защиты объекта от воздействия бронебойно-зажигательных пуль стрелкового оружия и высокоэнергетических осколков поля боя минимальной толщины.
Техническим результатом предлагаемого решения является повышение защитных свойств бронезащитной преграды за счет «заневоливания» фронтального керамического слоя, что позволит более активно разрушать поражающий элемент и снизить контактные давления на следующий за ним слой, а применение более энергоемкой подложки позволит уменьшить ее толщину.
9
9
Технический результат достигается тем, что в бронезащитной преграде, состоящей из фронтального керамического слоя и подложки, подложка выполнена из металла с пределом прочности при растяжении 0,4×10-2,5×10 Па, фронтальный керамический слой соединен с подложкой фиксирующим элементом. Толщина подложки составляет 0,4-0,9 от толщины фронтального керамического слоя. Фронтальный керамический слой, подложка и фиксирующий элемент могут быть склеены между собой.
9
9
Использование, в отличие от известных аналогов, более энергоемкого металлического материала с пределом прочности при растяжении от 0,4·10 до 2,5·10 Па позволяет уменьшить толщину подложки на 20-50%. Введение фиксирующего элемента позволяет создать подпор фронтального керамического слоя, что способствует более эффективному разрушению пули.
9
9
Стойкость к воздействию бронебойно-зажигательных пуль стрелкового оружия и высокоэнергетических осколков поля боя и, как следствие, повышение надежности заявляемой защитной преграды достигается за счет того, что при проникании поражающего элемента в «заневоленный» фиксирующим элементом фронтальный керамический слой происходит эффективное воздействие на поражающий элемент (осколок, пуля) за счет запасенной энергии, реализуемой в сходящемся к оси пробоины движении частиц фронтального керамического слоя. Запасание энергии «заневоленным» фронтальным керамическим слоем происходит за счет энергии проникающего поражающего элемента. Благодаря высоким характеристикам упругости и прочности сопротивления при сжатии керамические материалы способны кратковременно запасать значительную часть энергии при проникании поражающего элемента. Помимо энергетической составляющей происходит перераспределение энергии на большую площадь за счет образующего конуса разрушения во фронтальном слое. Образующиеся вторичные осколки улавливаются подложкой. Экспериментально установлено, что выполнение металлической подложки меньшей толщины, чем 0,4 от толщины фронтального керамического слоя не обеспечивает улавливание вторичных осколков и поглощение остаточной энергии удара, а выполнение подложки большей толщины, чем 0,9 от толщины фронтального слоя приводит к увеличению толщины и массы защитной преграды. Подложка из металла с пределом прочности при растяжении 0,4·10-2,5·10Па, это достаточно жесткий слой, практически без пластических деформаций улавливает осколки разрушенного сердечника и фронтального керамического слоя и поглощает остаточную энергию удара.
9
9
Таким образом, бронезащитная преграда, состоящая из «заневолен-ного» фронтального керамического слоя и металлической подложки с пределом прочности при растяжении 0,4·10-2,5·10Па приводят к гарантированному разрушению сердечника бронебойно-зажигательной пули и высокоэнергетических осколков поля боя и исключению пробития подложки. Данное техническое решение позволяет разрабатывать бронезащитную преграду, стойкую к любому типу и калибру пуль и осколков поля боя.
На фиг.1 представлен обобщенный эскиз бронезащитной преграды, где 1 - фронтальный керамический слой, 2 - металлическая подложка, 3 - фиксирующий элемент.
Бронезащитная преграда работает следующим образом:
При попадании поражающего элемента в «заневоленный» фронтальный керамический слой происходит образование в нем конуса разрушения и распределения энергии удара на большую площадь, а также активное воздействие частиц фронтального керамического слоя на поражающий элемент. Большая твердость лицевого слоя дробит поражающий элемент на осколки, а достаточно жесткий тыльный слой улавливает осколки разрушенного поражающего элемента и фронтального керамического слоя, при этом поглощает остаточную энергию удара.
В качестве примера конкретного промышленного выполнения бронезащитной преграды предложены следующие:
в
9
1. Для защиты от бронебойно-зажигательной пули калибра 12,7 мм фронтальный керамический слой 1 выполнен из карбида кремния толщиной 13 мм. Подложка 2 выполнена из стали 26ГСМ толщиной 7 мм с пределом прочности при растяжении σ=1,5×10Па. Фиксирующий элемент 3 для закрепления фронтального керамического слоя 1 выполнен из стали 12X18H10T. Поверхностная плотность брони составляет - 105 кг/м.
в
9
2
2. Для защиты от пули Б-32 калибра 7,62 мм фронтальный керамический слой 1 выполнен из карбида кремния толщиной 8 мм. Подложка 2 выполнена из стали 20XH3A толщиной 5 мм с пределом прочности при растяжении σ=0,9×10 Па. Фиксирующий элемент 3 для закрепления фронтального слоя выполнен из стали 12X18H10T. Поверхностная плотность брони составляет - 72 кг/м.
Заявляемая конструкция позволяет решить поставленную задачу по разработке надежной бронезащитной преграды от воздействия бронебойно-зажигательных пуль стрелкового оружия, высокоэнергетических осколков поля боя и получить новый технический результат.
Проведенные испытания на моделях подтвердили заявляемый технический результат.