ПЛИТА ДЛЯ ЗАЩИТЫ БРОНИ МАШИН И ФОРТИФИКАЦИОННЫХ СООРУЖЕНИЙ

Полезная модель относится к области военной техники и предназначена для обеспечения защиты брони машин, фортификационных сооружений и других объектов от поражения артиллерийскими снарядами, минами и авиабомбами кумулятивного действия. Наиболее близким к заявляемому техническому решению является противоснарядная противокумулятивная броня - патент РФ №2192607, F41Н 15/04, опубл. 10.11.2002. Броня предназначена для защиты объектов от поражения артиллерийскими снарядами, в том числе бронебойными. Она включает: слой металлической брони толщиной 50 мм; второй слой - воздушный зазор шириной 50 мм; третий слой стальной брони толщиной 0,2 толщины первого слоя; затем слой пористого высокотвердого неметаллического материала, заполненного расплавом твердого окислителя в 3-5 раз толще первого слоя брони; пятый слой из стали, толщина которого равна толщине третьего слоя; далее следует второй воздушный зазор, равный удвоенной толщине первого воздушного зазора; седьмой-тыльный слой из стали толщиной равной третьему слою. Боковые стенки плиты сварены из стали толщиной равной третьему слою брони. Авторами утверждается, что вес 1 м такой многослойной брони в 2-3 раза меньше сплошной брони той же величины. Гарантируется непробиваемость подкалиберным снарядом, выпущенным из 100 мм пушки.
Недостатки данной конструкции защитной плиты следующие.
Во-первых, броня закрепляется внутри корпуса военной машины, сокращая его полезный объем.
Во-вторых, как показали стрельбовые испытания образцов различной защиты, металл не является преградой для прохождения кумулятивной струи. Более того, при движении через толщу металла струя ускоряется и расширяется в объеме (на образцах металла входное отверстие много меньше выходного). Поэтому использование толщины первого, третьего и последнего металлического слоя не является необходимым для создания препятствия движению продуктов взрыва и для гашения пробивной инерции струи.
В-третьих, воздушные прослойки, по замыслу авторов, должны снижать давление внутри струи, а сама струя в воздушном зазоре должна растекаться по следующему металлическому слою и не прожигать его. Однако давление внутри кумулятивной струи, сжатой взрывом, в сотни раз превышает давление воздуха в зазоре и, следовательно, струя будет проходить воздушный зазор без каких-либо изменений, не реагируя на перепад давлений. Стрельбы кумулятивной гранатой, выпущенной из РПГ-7 по образцу, содержащему несколько слоев стального листа, разделенных воздушными промежутками, убедительно показали отсутствие какого-либо торможения струи за счет перепада давлений.
Эти недостатки устраняются предлагаемым решением.
Решается задача более эффективной защиты брони машин и фортификационных сооружений.
Технический результат-создание более эффективного торможения движению кумулятивной струи в толще плиты.
Этот технический результат достигается тем, что в плите для защиты брони машин и фортификационных сооружений, содержащей металлический корпус и слои материала, гасящего инерцию удара о корпус, в качестве последних использованы: железобетон, расположенный в два слоя, между которыми установлен слой огнеупорной керамики, и они отделены друг от друга слоями стеклоткани; верхний слой железобетона вдвое толще нижнего, толщина слоя керамики одинакова с толщиной железобетона верхнего слоя, а слои стеклоткани одинаковой толщины.
Торможение кумулятивной струи в толще композита достигается за счет восприятия ударной нагрузки слоями железобетона, сопротивления распространению тепла взрыва огнеупорной керамикой, а слои стеклоткани воспринимают растягивающие напряжения от ударного воздействия. Выбранное соотношение толщин слоев установлено опытным путем.
На чертеже приведена предлагаемая плита в разрезе. Она состоит из металлического корпуса 1 с крышкой, основанием и боковыми стенками - из стального листа. Слои, гасящие инерцию удара, выполнены из следующих материалов: верхний слой 2 железобетона, который вдвое толще нижнего слоя 3 железобетона. Между этими слоями 2, 3 расположен слой огнеупорной керамики 4, отделенной от слоев железобетона 2.3 слоями стеклоткани 5,6. При этом толщина слоя керамики 4 одинакова с толщиной верхнего слоя железобетона 2, а слои стеклоткани 5,6 одинаковы между собой по толщине. Основание корпуса образует стальной лист 7.
Плита работает следующим образом.
Верхний слой 2 твердого железобетона воспринимает ударную нагрузку взрыва кумулятивного заряда и кинетическую энергию удара массы всего снаряда (кумулятивной гранаты). Слой стеклоткани за слоем железобетона воспринимает растягивающие напряжения, возникающие в слое железобетона 2 от удара и частично гасят их. Слой огнеупорной керамики 4 создает наибольшее сопротивление прохождению струи продуктов взрыва внутри толщи плиты за счет своей низкой теплопроводности, а следовательно, высокой сопротивляемости распространению тепла взрыва в толще композита. Слой стеклоткани за слоем керамики 4 гасит часть растягивающих напряжений в материале. Нижний слой железобетона 3 необходим для создания массы покоя, обладающей значительной потенциальной энергией. При воздействии движущихся продуктов взрыва в толще нижнего слоя железобетона 3 кинетическая энергия движения гасится полностью, переходя в тепловую энергию нагрева корпуса плиты и самого композита. Кроме того, нижний слой железобетона 3 создает вместе с корпусом плиты более жесткую конструкцию, обладающую большой инерцией покоя.
Проведены испытания плит, изготовленных со следующими параметрами:
корпус 1 - из стального листа толщиной 0,5 мм,
верхний слой железобетона 2 - 30-40- мм;
слои стеклоткани 5,6 - 0,5-1,0 мм;
слой огнеупорной керамики 4 (например, шамота) - 30-40 мм;
нижний слой железобетона 3 - 15-20 мм.
Каркас корпуса плиты сварен из стального уголка толщиной 1,5-3,0 мм. Основание корпуса образует стальной лист толщиной 1,5-3,0 мм, приваренный по периметру к полкам уголка каркаса.
Плиты с меньшими толщинами слоев расстреливались из гранатомета РПГ-7 с расстояния 25 метров, а плиты с большими толщинами слоев испытывались на непробиваемость взрывом кумулятивного заряда К3-3. Оба эксперимента подтвердили непробиваемость плиты.
Заявляемая плита может быть изготовлена в любой войсковой части из недефицитных материалов, обладает высокими защитными свойствами. При этом толщина ее в 2-3 раза менее плиты по прототипу, а масса единицы объема сокращается примерно в 5 раз. Плита может быть навешена снаружи машины, не сокращая ее полезный объем и может служить надежным перекрытием разборных фортификационных сооружений.