МНОГОСЛОЙНАЯ БРОНЯ

Полезная модель относится к инженерным средствам броневой защиты от пуль стрелкового оружия и осколков.
Известны различные конструкции многослойной системы с керамикой, например, многослойная броня, которая содержит лицевой и тыльный керамические слои с вибропоглощающим слоем между ними [RU 2064647 C1, 27.07.1996]. Толщина тыльного слоя равна двум третям толщины лицевого слоя, а толщина вибропоглощающего слоя рассчитывается в зависимости от толщины лицевого слоя, а также максимально возможной скорости взаимодействия ударника с броней и скорости распространения упругих волн в материале керамики. Недостатком данных конструкций из керамики без учета других характеристик керамического материала является возможное образование осколочного поля или растрескивание при использовании хрупкой керамики, а также высокая дороговизна.
Прототипом является многослойная броня [патент США №6497966, МКИ B32B 15/08, F41H 5/02, Н Кл. 428/626, публ. 2002 г.]. Броня состоит из наружного керамического слоя или сплава с твердостью выше 27HRC, промежуточного слоя из алюминиевого или другого сплава с твердостью менее 27HRC и тыльного слоя из полимерного композиционного материала, скрепленные между собой полимерным намоточным композиционным материалом. Недостатками данной конструкции с точки зрения инженерных средств защиты являются значительное снижение бронестойкости при вторичных попаданиях пули, сложная технология изготовления при высоких затратах на материалы.
В настоящее время все еще появляются «горячие» точки в различных непрогнозируемых областях РФ. Высоко востребованной может оказаться внеплановая защита гражданского сектора, в том числе учебных заведений, охранных узлов предприятий, пассажирско-перевозочных пунктов и т.п. Поэтому эффективные бронеконструкции быстрого развертывания с минимальными затратами на материалы и их доступность должны быть в арсенале защитных средств как комплектующие.
Предлагаемая полезная модель - отдельный элемент многослойной бронеконструкции, состоящей из стального наружного и внутреннего листов с пакетом из керамических пластин внутри. Керамический пакет обеспечивает диссипацию энергии пули, внутренний стальной лист выполняет окончательно останавливающую функцию. Компоновка конструкции, как пакета из стальных листов с заполнением, позволяет изготовить отдельные законченные бронеэлементы небольшой площадью. Каждый бронеэлемент имеет самоклеящуюся подложку, что позволяет реализовать эффективную мобильную бронезащиту за счет быстрого наклеивания бронеэлементов на защищаемую поверхность.
Полезная модель с использованием клеящихся бронеэлементов направлена на повышение бронестойкости при максимальном снижении затрат на материалы и минимизацию затрат на технологию изготовления, так как выполнена из доступных строительных материалов. Реализуется простота монтажа конструкции при срочной внеплановой и нетиповой защите с акцентом на гражданский сектор и основной функцией сплошного коврового выстилания в один или два слоя простых и сложных поверхностей (плоскости, острые и закругленные углы, отверстия и т.п.). Область применения: для самостоятельной защиты гражданских входных дверей, способных выдержать вес быстрым ковровым выстиланием с возможностью легко снять "ковер", а также для защиты простреливаемых дверных глазков, замочных скважин, дверей автомобилей и бензобаков; в ведомственных и частных местах общего пользования (двери в офисы, кладовые и хранилища, усиление барьеров, общественных трибун, стоек, слабых стен, постов ГИБДД, временных постов); в качестве защиты перевозимых взрывоопасных грузов, дающих мощный разброс осколков; как основа облицовки задних стенок частных тиров; как комплектующий состав МЧС. Изобретение обеспечивает простоту монтажа и демонтажа бронезащиты локальных простреливаемых зон.
Техническим результатом предлагаемой бронеконструкции является повышение бронестойкости, а также простоты монтажа конструкции при использовании в качестве инженерного средства бронезащиты с максимальным снижением затрат на материалы, так как сконструирована из доступных строительных конструкционных материалов.
Технический результат достигается за счет того, что многослойная броня, содержащая последовательно расположенные слои с керамикой, отличающаяся тем, что выполнена как отдельные бронеэлементы небольшой площадью в виде каркаса из наружного листа толщиной 0,5 мм и внутреннего листа толщиной 6 мм из стали с механическими характеристиками не ниже, чем Ст.3, с двухслойным керамическим пакетом между стальными листами, каждый из керамических слоёв толщиной 8 мм, выполненный из промышленной напольной керамической плитки с модулем упругости при сжатии не менее 350 МПа, пределом прочности при сжатии и при изгибе соответственно не менее 55 МПа и 28 МПа, причем каждый из бронеэлементов имеет самоклеящуюся подложку. Усиленная многослойная броня во втором примере, имеет в конструкции бронеэлемента керамический пакет, размещенный между наружным и внутренним стальными листами, содержащий дополнительный с промежуточный стальной лист толщиной 0,5 мм из стали Ст.3, причем толщина внутреннего стального листа составляет 4 мм.
В примере 1 предлагаемая многослойная конструкция брони состоит из последовательно расположенных стального наружного и внутреннего листов с пакетом из керамических пластин. Многослойная броня, в соответствии с рисунком 1, включает наружный 1 и внутренний лист 2 из стали с промежуточным керамическим пакетом 3 из двух пластин.
2
Данная конструкция обеспечивает повышение бронестойкости и снижение материальных затрат реализуется за счет применения доступных самых дешевых конструкционных материалов. При сравнении с дм броневой стали или слоистой брони стоимость снизится в 7-10 раз. Так, наружный и внутренний листы могут быть выполнены из стали с механическими характеристиками не ниже, чем у стали Ст.3, имеющей в состоянии поставки предел прочности 380-470 МПа, предел текучести 240 МПа и твердость 120-150 НВ, относительное удлинение 27%. Толщина наружного листа стали 0.2-0.5 мм, который предназначен для «герметизации» выброса материала керамики при вхождении пули, удерживая на месте зону высокого давления сопротивления пуле. Внутренний стальной лист толщиной 6 мм, который предназначен для удержания на месте всего керамического слоя при прохождении керамики пулей и гашения остаточной энергии пули, а также ее остановки.
Промежуточный керамический слой может быть выполнен из керамических плит толщиной 8 мм, с модулем упругости при сжатии 350 МПа, пределом прочности при сжатии и при изгибе соответственно не менее 55 МПа и 28 МПа.
Проведены испытания бронеконструкции с керамическим пакетом из двух плит. Испытания проводились на базе Самарского государственного технического университета Инженерно-технологического факультета. Производилась серия выстрелов пулями 7.62 мм ЛПС патрона 57-Н-323С из снайперской винтовки Драгунова СВД с дистанции 5 м. Дульная скорость пули по хронографу "Completiv Edge Dynamic (CED) Millenium" находится в интервале 820-830 м/с. При визуальной оценке внутренний лист выдержал удар и остановил пулю без сквозного пробития бронеконструкции. Внутренний стальной лист имеет небольшую выпуклость высотой несколько миллиметров, запас прочности пластины остался очень большим.
Данная конструкция обеспечивает защиту по 5 классу ГОСТ Р 51112-97 при выстреле из винтовки СВД пулями 7.62 мм ЛПС патрона 57-Н-323С.
В примере 2 конструкция брони отличается от вышеприведенной тем, что между наружным 1 и внутренним 2 стальными листами используется керамический пакет 3 с разделительным стальным листом 4 внутри. Толщина промежуточного стального листа, выполненного из стали Ст.3 составляет 0.2-0.5 мм (рис.2). Средний стальной лист предотвращает вторичный выброс со второй керамической пластины и обеспечивает сохранение зоны повышенного давления керамической массы, что обеспечивает повышение общей бронестойкости пакета, или уменьшение толщины внутреннего стального листа до 4-5 мм.
В результате испытаний данной бронеконструкции при выстреле с дистанции 5 м из винтовки СВД пулями 7.62 мм ЛПС патрона 57-Н-323С реализуется гарантированная защита без сквозного пробития внутреннего стального листа пулей, имеется небольшая выпуклость на внутреннем задерживающем листе. Данная конструкция обеспечивает защиту по 5 классу ГОСТ Р 51112-97.