УСПЕХИ В ОБЛАСТИ КЕРАМИЧЕСКОЙ БРОНЫ Пол Дж. Хейзелл

У цяперашні час існуе пастаянна ўзрастаючая патрэбнасць у больш лёгкіх і меншых па габарытах боевых бронированных сістэм. Мяркуецца, што боевыя забраніраваныя машыны будуць лягчэй і менш па габарытах дзякуючы павышаным патрабаванням да лепшай стратэгічнай мабільнасці. Гэтаму спрыяе сучасная броневая кераміка, якая з'яўляецца вельмі добрым матэрыялам, фактычна яна валодае значна больш высокімі характарыстыкамі ў параўнанні з наяўнымі самымі прочнымі сталамі. Гэта карыснае ўласцівасць можа быць выкарыстана для броні, у якую снарад (пуля) або накапляльная струя прыкладаюць сціскальную нагрузку на матэрыял.

Заходнія ўзброеныя сілы павялічваюць сваё прысутнасць за мяжой, дзе асноўная пагроза прадстаўлена значнай формай цяжкіх пулеметаў (НМГ) або выстраляных з дапамогай у плеча супрацьтанкавых сродкаў тыпу РПГ. Эту праблему часта ўсугубляюць палітычныя і (або) аператыўныя патрабаванні, выкананне якіх патрабуе ў асноўным выкарыстання лёгкіх баевых браніраваных машын, у асноўным колавых, якія па сваіх канструкцыях і абмежаваннях па масе адрозніваюцца даволі нізкім узроўнем браняванай абароны ад агнястрэльнай зброі (звычайна ад 7,62). -мм оружия). У сувязі з такім становішчам ўзнікае патрабаванне да вытворчасці броні, якое забяспечвае лепшую абарону асабістага складу пры адначасовым звядзенні да мінімуму яе поўнай масы.

Добрая абарона ў спалучэнні з малой масай гуляе важную ролю ва ўласнай абароне асабістага складу, аб гэтым ведае любы салдат, вядучы баявыя дзеянні ў Іраке або Афганістане. Взять, напрыклад, личный бронежилет (IBA) сухопутных войск ЗША. Першапачатковая яго канцэпцыя складалася з верхняга тактычнага жылля (ОТВ) і двух нанесеных керамічных устаўак, спераду і ззаду абароны салдат ад паразы стралковым зброяй (САПИ). Аднак з-за серыі смяротных выпадкаў у Іраке і Афганістане ў IBA быў унесены шэраг дапаўненняў. Самым важным з іх была бакавая абарона ад агнястрэльнай зброі (ESBI), рэалізаваная палепшанымі бакавымі ўстаўкамі, а таксама пашыраная абарона з дадатковымі прыстасаваннямі, якія закрываюць плечы. Для гэтай мэты былі выкарыстаны пласціны SAPI і ESBI, якія забяспечваюць лепшую абарону ад вінтавочных пуль з высокай пачатковай хуткасцю. Гэты ўзровень палепшанай, але лёгкай быў дасягнуты толькі пры выкарыстанні керамічных матэрыялаў абароны.

Малюнак 1 – Эта керамическая пластина SAPI, частка

бронежилета, спасла жизнь своему владельцу в Ираке.

Малюнак 2 – Новы бронежилет, які забяспечвае абарону ўзроўню 4,

выпрабоўваецца прадстаўнікамі навукова-даследчай лабараторыі ВВС

на авіяцыйнай базе Райт-Патэрсан, шт. Огайо. Гэты бронежилет ўключае новую форму керамічных пласцін, якія могуць вытрымаць больш

удараў пулямі, чым сучасныя пласціны, акрамя таго,

ён мае ахоўныя прылады для біцэпсаў і рэбер.

Малюнак 3 – Пластыны, устаўленыя ў бронежилет,

знаходзяцца ў масавым вытворчасці фірмы Ceradyne.

Асноўныя соображения па керамічнай броні

Большасць людзей асацыююць слова «кераміка» з глінянай або фаянсавай посудам, якую яны выкарыстоўваюць у доме або кафэ, якія выкарыстоўваюцца на сцяне ваннай пакоі. Керамічныя матэрыялы выкарыстоўваліся ў хатніх умовах тысячагоддзяў, аднак гэтыя матэрыялы сталі пачаткам керамічных матэрыялаў, якія прымяняюцца ў цяперашні час у боевых бронированных машынах.

Слова «кераміка» абазначае «абыякавыя рэчы» і фактычна сучасная машынабудаўнічая кераміка, падобна сваім двойнікам на базе гліны, патрабуе для свайго вытворчасці значнага нагрэву. Аднак галоўная розніца паміж керамікай, якую мы выбіраем для выкарыстання ў якасці броні, і кераміка, якую мы знаходзім у доме, з'яўляецца трываласцю. Сучасныя броневыя керамікі з'яўляюцца вельмі прочнымі матэрыяламі і фактычна пры сжатыі яны могуць быць значна глыбей, чым маюць самыя прочныя сталі (см. Табл. 1). Гэта карыснае ўласцівасць, якое выкарыстоўваецца для броні, у якую снарад або накапляльная струя прыкладаюць сціскальную нагрузку на матэрыял. Керамікі, канечне, маюць «Ахиллесову пяту». Яны слабыя на расцяжэнне і, следовательно, яны здольныя вытрымаць толькі вельмі невялікую колькасць дэфармацый (падцягненне да разбурэння), як паказвае Табліца 1. Гэта тлумачыцца наяўнасцю ў структуры вельмі маленькіх трэшчын, якія, калі падвяргаюцца лакалізаваным сілам расцяжэння, з'яўляюцца крыніцай катастрафічнага разбурэння. Гэта тып разбурэння, з якім мы вельмі добра знаёмыя пры падзенні абедзеннай тарелки на пол кухни. Следовательно, іх выкарыстанне ў сістэмах броні павінна старанна абдумвацца.

Табліца 1 – Некаторыя ўласцівасці броневай керамікі ў параўнанні з катанай гомогенной броні (RHA)

Кераміка ў броневым прымяненні працуе ў значнай ступені, як элементы прылады разрыву ў канструкцыях шматслойнай броні. Цэлю гэтых матэрыялаў у канструкцыях многослойной броні з'яўляецца разрыў на осколках подлетающего снарада або хуткае аслабленне яго. Іншымі словамі, кінетычная энергія снарада рассеяна броневым матэрыялам разбіваецца снарад на асколкі і перанацэлівая энергія атрымліваецца ў выніку асколкаў на баку ад абароненай канструкцыі. Іншыя элементы ў шматслойнай канструкцыі будуць дзейнічаць як «паглынальнікі», то ёсць яны паглынаюць кінетычную энергію снарада за кошт пластычных дэфармацый або разбурэння, такім чынам, ператвараючы яе ў больш нізкую форму энергіі, такую ​​як цеплыня.

Малюнак 4 – Механізм пашкоджання прабіваннем пліты

кампазіцыйнай/гібрыднай броні.

Большасць сістэм броні аптымізавана для «разрыву» і «паглынання» кінэтычнай энергіі, падлятае сродкі пагрозы. Так, возьмем 7,62-мм/39 пулю АК-47. Прыкладна 6 мм падыходнай керамікі, звязанай з поліаміднай тылавой бокам, такой як кеўлар, было дастаткова, каб выклікаць значнае разбурэнне сардэчніка пулі. Разбіванне сардэчніка звязана таксама з радыяльнай дысперсіяй. Такім чынам, осколки сардэчніка прыводзяцца ў рух перпендыкулярна, калі снарад спрабуе прабіць сістэму. Гэта памяншае плотнасць кінэтычнай энергіі снарада (кінетычная энергія, падзеленая на плошчу папярочнага сячэння снарада) і, следовательно, памяншае прабіўную здольнасць.

Пачатак першага даследавання ў вобласці тыпаў броні, абліцаванай керамікай, можа быць аднесена ў перыяд пасля першай сусветнай вайны, калі ў 1918 годзе маёр Невилл Монроу Хопкинз эксперыментальна назіраў, што 0,0625 дюйма цвёрдай эмалі, нанесенай на падвергнуўся ўдару з боку сталёвай цэлі, павялічвала яе ахоўныя магчымасці. Нягледзячы на ​​​​гэта ранейшае адкрыццё, прымяненне керамічных матэрыялаў з'яўляецца адносна нядаўнім спосабам павышэння ахоўных уласцівасцяў у такіх краінах, як Вялікабрытанія. Аднак гэты спосаб атрымаў шырокае выкарыстанне ў Савецкім Саюзе і ваеннаслужачых ЗША падчас в'етнамскай вайны. Тут выкарыстанне керамічных матэрыялаў выклікана спробай паменшыць патэры летчыкаў верталетаў. Напрыклад, у 1965 годзе верталёт UH-1 HUEY быў абсталяваны камплектам кампазіцыйнай броні з цвёрдым пакрыццём (HFC), які выкарыстоўваўся ў браніраваных баках пілота і другога пілота. Сиденья забяспечвалі абарону ад 7,62-мм бронебойных (АР) боеприпасов снізу, з бакоў і ззаду дзякуючы выкарыстанню абліцоўвання з карбіда бора і асновы са шкловалакна. Карбід бора - гэта адна з самых лёгкіх керамік, якія могуць быць захаваны ў броні (і па добрай прычыне). Ён мае прыкладна 30% ад масы сталі таго ж аб'ёму і ў той жа час велічыню цвёрдасці, якая звычайна ў шэсць разоў больш цвёрдасці катанай гомогенной броневой сталі (гл. Табл. 1).

Малюнак 5 – Сідзень вертолетов з'яўляецца тыповым прыкладам прымянення

керамічнай броні. Слева направо: сиденья вертолетов TIGER (фірма BAE Systems Advanced Ceramics Inc.), AH-64 APACHE, у якім выкарыстоўваецца

карбид бора жесткого прессования (фірмы Simula Inc.)

і MH-60 BLACKHAWK (фірма Ceradyne Inc.).

Канфлікт, вядома, падняў новыя ідэі, а неабходнасць абараніць экіпажы верталетаў прывяла да шырокіх даследаванняў. Менавіта гэтая праца, выкананая навукоўцамі ЗША ў 1960-я гады, стварыла базу для ўдасканалення ў цяперашні час характарыстык керамічнай броні.

Механізм вызвалення пробівання прэграды снарадам

Прэжде чем углубиться ў вывучэнне сучасных поспехаў тэхналогій у керамічнай броні, карысна разгледзець механізмы, за кошт якіх сістэма на базе керамікі здольная разбурыць снарады. Ранняя работа М. л. Уилкинза і яго калегія з лабараторыі ЗША стварылі аснову для разумення таго, што фактычна адбываецца кераміка, калі пуля стрэлкавага зброі наносіць удар па цэлі з пакрыццём.

У момант удару ультразвуковыя хвалі нагрузкі распаўсюджваюцца ў кераміку і ўздоўж сардэчніка пулі. Вольныя ў абодвух гэтых матэрыялах руйнуюцца, для керамікі гэта становіцца праблемай, калі хваля сутыкаецца з перыферыйнай паверхняй падзелу або на самым дэле са звязваючым слоем паміж керамікай і яе ахоўным слоем. Большасць тыпаў керамічнай броні ў цяперашні час ствараецца пры выкарыстанні палімернага звязальнага матэрыялу, які па сваёй прыродзе валодае нізкай цвёрдасцю і шчыльнасцю. На паверхні раздзела керамікі/звязваючага матэрыялу адбываецца моцнае эластычнае адкрыццё, якое разбівае керамічны матэрыял. Акрамя гэтага, адбываецца моцная сдвиговая хваля, якая літаральна «расцягвае як молнію» палімерны звязальны матэрыял і, следовательно, адлучае керамічную плітку ад яе апоры. Аднак у гэты час матэрыял пад сродкам прабівання сціскаецца; конические трещины зыходзяць ад месца ўдару і гэта яны вядуць да адукацыі конуса ў матэрыяле, што ў большасці выпадкаў распаўсюджвае нагрузку ад пулі па больш шырокай плошчы паверхні (гл. рыс. 6).

Малюнак 6 – Мадэль ANSYS AUTODYN-2D, якая паказвае адукацыю

конуса нагрузки в керамике под пробивающей пулей. Зялёны колер паказвае непашкоджаны матэрыял, а чырвоны паказвае пашкоджанне керамікі.

Голубые вобласці паказваюць неўпругую дэфармацыю; можна ўбачыць,

што пластычная дэфармацыя задняй пліты адбываецца як раз

падабраным нагрузочным конусом керамікі.

Гэта першае перавага, якое забяспечвае кераміку. Як ужо згадвалася, кераміка вельмі цвёрдая і гэтая высокая цвёрдасць забяспечвае супрацьдзеянне пробіванню. Высокая цвёрдасць аказвае снаряду вялікае супрацьдзеянне, форсируя яго зацямненне. Дадатковыя перавагі дасягаюць высокай жорсткасці гэтых матэрыялаў. Машиностроительная кераміка звычайна ў два разы жорстка сталі; Жорсткасць павялічвае ўласцівасць, званае акустычным супрацівам, якое дзейнічае на інтэнсіўнасць звышгукавой хвалі, уздзеянне на якое накіравана назад па стрыжню снарада. Гэта вельмі важна, так як кераміка з высокім акустычным супраціўленнем прыводзіць да высокай інтэнсіўнасці ўздзеяння ультрагукавой хвалі на снарад, выклікаючы яго пашкоджанне пры расцяжэнні.

Супраць кумулятыўных струй, такіх як утвораныя гранатамі РПГ-7, керамічныя матэрыялы, здаецца, валодаюць магічнай здольнасцю супрацьстаяць пробіванню. Разгадка тут з'яўляецца агрубленне (хрупкае супрацьдзеянне) матэрыялу. Калі кумулятыўная струя пранікае ў кераміку, яна разбіваецца на вельмі мелкие осколки ў абмежаваным для матэрыялу пранікальнай струі раёне. Следовательно, каверна, якая ўтвараецца пад уздзеяннем кумулятыўнай струі, з'яўляецца адносна бесфармаванай і струя теряет сваю форму, калі яна імкнецца прайсці праз гэты матэрыял. Цікава, што выяўлена, што звычайнае флоат-шкло (да ёсць шкло, якое знаходзіцца ў вокнах жылых дамоў) таксама з'яўляецца эфектыўным у якасці бранявога матэрыялу супраць кумулятыўных струй. Аднак варта пацвердзіць, што гэтыя высокія паказчыкі адрозніваюцца адпаведнасцю праявы масы на масу, калі зраўняць са сталью. Такім чынам, патрабуецца даволі вялікая таўшчыня шкла для забеспячэння дастатковай абароны. Аконнае шкло таўшчынёй 3 мм не стойка супраць струі гранаты РПГ-7!!

Аднак цікавая канцэпцыя была прапанавана на 13-м еўрапейскім сімпозіуме па баевым браніраваным машынам (AFV), які праводзіцца універсітэтам Cranfield University ў Ваеннай акадэміі Вялікабрытаніі (30 красавіка-2 мая 2008 года). Падчас гэтага сімпозіума прафесар Манфрэд Хелд (изобретатель выбуховай рэактыўнай броні) абмяркоўваў магчымасць стварэння празрыстай выбуховай рэактыўнай броні (ERA), то ёсць броні ERA, у якой у якасці матэрыялу процідзеючай пліты выкарыстоўваецца шкло. Калі б выкарыстоўвалася празрыстая выбуховая вадкасць замест звычайных складоў РВХ, можна было б вырабіць цалкам празрыстую сістэму ERA. Аднак, як подчеркнул прафесар Хелд, гэтая сістэма будзе вельмі цяжкай, так як задняя пліта (асноўнай бронеабароны) павінна быць вельмі стойкай і досыць жорсткай, так што яна не дзейнічала на які сядзіць за яе членам экіпажа, калі дэтаніруе выбуханебяспечнае рэчыва выбуховай абароны. Толшчына нерухомай задняй пліты павінна быць парадку 150- 200 мм у параўнанні з 10- 20 мм пярэдняй процідзеючай пліты.

Керамічныя матэрыялы валодаюць таксама добрым механізмам ўмацавання пры нанясенні ўдару пры больш высокай хуткасці паражальных элементаў. Гэта асабліва карыснае ўласцівасць пры ўздзеянні кумулятыўнай струі, так як трываласць керамікі, у гэтым выпадку, значна павялічваецца пры гэтых вельмі высокіх тэмпах нагрузкі. Гэта добрае ўласцівасць для распрацоўшчыка броні. Па меры павелічэння трываласці ўзрастае супрацьдзеянне прабіванню і, следовательно, струі або снараду ўсё цяжэй прабіць такую ​​прэграду. Менавіта гэты механізм умацавання робіць гэтыя матэрыялы асабліва цэннымі ў рэштках самоформирующихся паражаючых элементаў тыпу «ударнага ядра» (EFP). Нядаўна боевыя часткі на базе EFP прыцягнулі сур'ёзную ўвагу дзякуючы выкарыстанню іх паўстанцамі ў Іраке, якія маюць значныя запасы супрацьтанкавых мін савецкай эпохі, у якіх выкарыстоўваюцца элементы EFP. Звычайна абалонкі такіх зарадаў вырабляюцца з пластыкавых металаў, напрыклад, з низкоуглеродистой сталі або меды. Які ўзнікае ў выніку падрыву дэфармаванага металу, вельмі эфектыўны дзякуючы высокай хуткасці, аднак гэтыя элементы адносна мяккія. У больш удасканаленых элементах EFP выкарыстоўваецца тантал (вельмі дарагі матэрыял з-за яго выкарыстання ў мабільных тэлефонах). Аднак цвёрдасць керамікі робіць яе заманлівай з-за здольнасці выклікаць значнае супрацьдзеянне моцнаму ўдару EFP. Адным з прыкладаў керамічнай броні для абароны ад EFP з'яўляецца пліта, усталяваная на некаторых машынах пад дне для абароны ад мін.

Малюнак 7 – Кампаненты керамічнай броні фірмы Coors-Tek

для прымянення ў бране машыне.

Малюнак 8 – Машына BULL класа MRAP II, распрацаваная фірмай Oshkosh

і Ceradyne, адрозніваецца вялікім выкарыстаннем керамічнай броні для

забеспячэнне абароны ад зарадаў тыпу «ударнае ядро».

Керамічныя матэрыялы для прымянення на поле боя

Аксід алюмінія

У 1980-я гады ў большасці сістэм абароны на аснове керамікі, якія выкарыстоўваліся на полі бою, выкарыстоўваўся аксід алюмінія, вядомы інакш як глинозем (глинозем). Аксід алюмінія адносна нізкай у вытворчасці і нават даволі тонкія элементы абароны на яго базе маглі ўсталяваць пулі стралковай зброі, выстралівыя з высокай хуткасцю. Як адзначыў у 1995 годзе С. Дж. Роберсан ад кампаніі Advanced DefenceMaterials Ltd забяспечвае значнае паляпшэнне характарыстык сістэмы абароны керамікі пры выкарыстанні аксіду алюмінія ў параўнанні з іншымі матэрыяламі/кампазіцыйнымі матэрыяламі. А пры выкарыстанні сістэмы з карбідам крэмнія і карбідам бора дадатковая балістычная характарыстыка мала пры значных дадатковых выдатках. Хоць крывая некалькі змянілася з 1995 годам, суадносіны застаецца папярэднім. Існуе аптымальнае па высокім рашэнні для адносна невялікага паляпшэння балістычных характарыстык. Аднак перавага дадатковай абароны ад агнястрэльнай зброі (хаця і невялікай) можа быць заманчывым, калі патрабуецца мінімальная маса, напрыклад, у самалётных або асабістых (індывідуальных) сістэмах абароны.

Малюнак 9 – Поверхностная плотность розных тыпаў матэрыялаў,

неабходная для абароны ад 7,62-мм бронебойных пуль,

у параўнанні з іх адноснай коштам.

Аксід алюминия шырока выкарыстоўваецца ў сістэмах індывідуальнай абароны асабістага складу, а таксама ў сістэмах абароны машын. У Вялікабрытаніі першая сістэма абароны для асабістага складу масавага вытворчасці, у якой выкарыстоўваліся керамічныя пліты, была ўведзена ў Паўночнай Ірландыі. Базавая мяккая сістэма абароны, вядомая як баявая асабовая броня (СВА), з'яўляецца складовай і складаецца з асноўнага элемента з найлонавага і поліаміднага валакна, да якога могуць быць дададзены 1-кг пліты з кампазіцыйнага матэрыялу з поліамідным валакном, абліцаванай керамікай для забеспячэння абароны сэрца і асноўнымі. элементаў ад высокаскоростных вінтавочных пуль (см. рыс. 10). Яны падобныя на пліты SARI, якія прыцягваюць шырокае ўвагу ваеннаслужачых ЗША.

Малюнак 10 – Баявая сістэма абароны (СВА),

паказаны карман для ўстаўкі керамічнай пліты.

Малюнак 11 – Працэс затрымкі сардэчніка пулі АРМ2 з

закаленной сталі пліткай аксіду алюминия на стальном основании.

Карбід бора

Нягледзячы на ​​эканамічную эфектыўнасць і здольнасць аксіду алюминия ўстанаўліваць большасць пуль стрэлкавага зброі пры адносна добрай эфектыўнасці па масе, свой шлях на рынак керамічнай броні знайшлі іншыя керамічныя матэрыялы. Самым вядомым з'яўляецца карбид бора – матэрыял, які ўпершыню быў выкарыстаны ў 1960-я гады. Ён неверагодна цвёрды, але таксама неверагодна дарагі, і таму ён выкарыстоўваецца толькі ў самых экстрэмальных умовах, у якіх пажадана кампенсаваць некалькі грам масы броневой структуры, напрыклад, як у баках экіпажа самалёта V22 OSPREY. Другі прыклад выкарыстання карбіда бора быў у вытворчасці сістэмы ўзмоцненай абароны асобы (ЕВА). Апяць была неабходная мінімальная маса для адносна высокай абароны. Яна была ўведзена брытанскімі сухапутнымі войскамі для забеспячэння абароны ад 12,7-мм пуль са сталым сардэчнікам і ўтрымлівала ў сабе камплект «тупой траўмы». Тупая траўма адбываецца, калі абарона не пробивается, але перадача імпульсу ўдару выклікае вялікую дэфармацыю ў слое апоры, вядучую да ўшыбам, сур'ёзным траўмам асноўных органаў і нават смерці.

Карбід бора вырабляецца фірмай BAE Systems Advanced Ceramics Inc. (афіцыйна Cercom) і інтэгруецца ў выглядзе ўставак, якія абараняюць ад стралковай зброі (SAPI), у сістэму асабістай абароны-бранежылет (IBA). Да 2002 годзе было пастаўлена на ўзбраенне 12000 такіх пліт з карбідам бора.

Малюнак 12 – Новы працэс фарміравання карбіда бора, распрацаваны

інстытутам тэхналогій штата Джорджыя, дазваляе ствараць складаныя

изогнутые формы для выкарыстання ў касках і іншых элементах

асабістай абароны. На снимке паказана вопытная каска малога маштабу.

Карбид бора з'яўляецца матэрыялам у высокіх характарыстыках. Аднак акрамя неверагоднай цвёрдасці, якой валодае гэты матэрыял, і яго неверагодна нізкай шчыльнасці, ён мае адзін патэнцыйны недахоп. У апошнія гады ёсць некаторыя падставы меркаваць, што ён не будзе дзейнічаць так добра, як чакаюць, пры прабіванні высокаскоростных пулямі з шчыльным сардэчнікам. Гэта, як палагаюць, абумоўлена фізічнымі зменамі, якія праходзяць з матэрыялам, калі ён падвяргаецца моцнаму ўдару, выкліканаму гэтымі боепрыпасамі. Фактычна пры выпрабаванні з невызначаным алюминиевым матэрыялам у якасці апоры ёсць падстава меркаваць, што супраць асобых снарадаў на базе карбіда вольфрама пэўныя маркі карбіда бора дзейнічаюць таксама добра, як і прэграды з акіслення алюминия. Это несмотря на бóльшую цвёрдасць карбіда бора. Высветлена таксама, што калі карбид бора звязаны са слоістым пластыкам, армаваным валакном, адбываецца з'яўленне «разбурэння прамежкаў». Гэта адбываецца там, дзе абнаўляецца двайная хуткасць V50 (хуткасць, пры якой чакаецца, што 50 % снарадаў цалкам прабіваюць цэль). Раскрыццё (дзеянне) падвойнай хуткасці V50 звычайна тлумачыцца пераходам ад дасягнення непаўнавартаснага снарада да пашкоджання цалкам разбураным снарадам на больш высокіх хуткасцях. Аднак праца навукова-даследчай лабараторыі сухапутных войскаў ЗША паказала, што ўздзеянне пры большай хуткасці V50 на кампазіцыйны матэрыял, абліцаваны карбідам бора, адбываецца ў сувязі са змяненнем у працэсе адукацыі асколкаў керамікі. Тым не менш, выснова з гэтых вынікаў азначае, што таўшчыня пліты карбіда бора павінна быць больш, чым першапачаткова чакалі, каб абараніць ад гэтых шчыльных сардэчных снарадаў з найбольшай хуткасцю. Маецца шмат дадзеных, якія паказваюць, што карбид бора з'яўляецца добрым керамічным матэрыялам для выкарыстання супраць сталёвых бронебойных снарадаў.

Малюнак 13 – Рентгеновский снимок, показывающий временные данные

ўздзеянне 7,62-мм сардэчніка пулі АРМ2 на карбид бора. Паказана:

затрымка, пранікненне за кошт эрозіі, асколак пулі і паглынанне.

Карбід крэмнія

У апошнія гады іншыя керамічныя матэрыялы таксама паказалі значную перспектыву ў забеспячэнні абароны ад агнястрэльнай зброі, але ні адзін з іх не апынуўся больш эфектыўным, чым падвергнутыя гарачаму прэсаванню ўзоры карбіда крэмнія, якія вырабляюцца фірмамі ЗША, такімі як BAE Systems і CeradyneInc. Фірма Ceradyne, у прыватнасці, мае доўгую радаслоўную мэту ў вытворчасці керамічных пліт для прымянення з абаронай, будучай уцягнутай у гэты працэс з 1960-х гадоў. Гэты матэрыял вырабляецца пад аб'яднаным нагрэвам і ціскам, каб вырабіць неверагодна прачнае выраб, якое, як паказана, забяспечвае высокую супраціўляльнасць супрацьпашкоджанню баепрыпасамі стралковага зброі, а таксама снарадамі APFSDS. Падчас вырабу звычайна дасягаецца тэмпература каля 2000°С.

Карбід крэмнія, у прыватнасці, паказаў неверагоднае супрацьдзеянне пробіванню, выяўленаму з'яўленню, вядомаму як захаванне часу. Говоря просто, «задержка во времени» гэта, калі снарад, здаецца, буквальна сідзіць (адсюда «задержка») на паверхні керамікі ў іншы час пасля ўдару. Гэта з'яўленне, якое можна бачыць пры выкарыстанні высокаскоростной фатаграфіі і ўспышкі рэнтгенаўскага луча, выклікае галоўным чынам тое, што кераміка ўяўляе сабой больш прочную, чым снарад, і, следовательно, снаряд начинает цель радыяльна па паверхні керамікі. Хоць гэта з'яўленне назіралася ў пачатку 1990-х лабараторыямі сухапутных войскаў ЗША, навукоўцы ўсё яшчэ спрабуюць растлумачыць механізм, які падтрымліваецца ў кераміцы. Аднак вядома, што «длительное» ўтрыманне з'яўляецца ключом, вызывающим гэта дзеянне. Адным спосабам, якім гэтага можна дасягнуць, з'яўляецца выкарыстанне тыпу гарачага прэсавання для капсулирования керамікі з дапамогай металічных накладак. Следствам гэтага працэсу з'яўляецца вылучэнне высокіх сціскальных напружанняў у керамічным матэрыяле шляхам цеплавога рассасывання металічных і керамічных слаёў пры астуджэнні. Гэтая папярэдняя нагрузка ў канчатковым рахунку забяспечвае перавага керамікі. Другое перавага забяспечваецца акантоўкай керамічнага матэрыялу металічнымі накладкамі і павелічэннем магчымасці вытрымліваць шматлікія трапляння. Гэта абмежаванне дзейнічае для захавання ўсіх асколак ў адзіным аб'ёме і, адпаведна, павялічвае эразійную здольнасць броні пры дадатковых выстрэлах.

Адносна недарагога карбид кремния можа вырабляцца таксама з дапамогай працэсу, вядомага як злучэнне рэакцыі. Гэты працэс забяспечвае точны памер керамічных вырабаў, тады як іншыя традыцыйныя метады апрацоўкі не дазваляюць атрымаць гэта з-за высокай тэмпературы і ціску. У гэтым выпадку хімічная рэакцыя з'яўляецца асновай для вытворчасці керамічных вырабаў. Рэакцыя злучае зыходныя матэрыялы керамікі, якія выкарыстоўваюцца для пэўных відаў броні пры нізкай пагрозе. Аднак часта ў структуру керамікі адкладваюцца пабочныя вырабы ў форме «пудлинговых крыц», якія могуць сфармаваць слабыя месцы ў кераміцы. Для карбіда крэмнія, атрыманага злучальнай рэакцыяй, яны прымаюць выгляд крэмнія - адносна мяккага матэрыялу.

Малюнак 14 – Мікраскапічная структура (зверху ўніз): звязанага

рэакцыяй карбіда крэмнія, спечанага карбіда крэмнія і карбіда бора.

Рисунок 15 – Новая гусенічная баявая машына PUMA з'яўляецца адной з

некалькі машын, якія абаронены элементамі керамічнай броні SICADUR (карбид кремния) фірмы CeramTec-ETEC. Эта машина

знаходзіцца на ўзбраенні германскіх сухапутных войск.

Іншыя кампазіцыйныя матэрыялы

Іншыя керамічныя матэрыялы, напрыклад, нітрыд крэмнія і нітрыд алюминия паказалі адносна малую перспектыву ў галіне вытворчасці керамічнай броні.

Ёсць паведамленні, што нітрыд алюмінія быў прыняты на некаторых бронированных машынах, аднак іх няшмат. Нітрыд алюминия з'яўляецца дзіўным матэрыялам, гэтая дзіўнасць заключаецца ў тым, што ён лепш працуе пры павялічаных хуткасцях удару (абладае высокай устойлівасцю), аднак пры балістычных хуткасцях, сустракаемых на сённяшнім полі бою, ён валодае адносна нізкай устойлівасцю.

Керамічны матэрыял з карбідам вольфрама таксама разглядаўся для прымянення ў сродках абароны і, хоць ён адносна дарагі і даволі шчыльны (намінальна ў шэсць разоў шчыльней карбіда крэмнія), ён вельмі прочны і выклікае высокае акустычнае супраціўленне ўдару. Гэта ўласцівасць з'яўляецца галоўным і выкарыстоўваецца ў ахоўных прыладах (сістэмах) для ўзбуджэння ў стэржне пулі напружання вялікай амплітуды, што ў канчатковым выніку прыводзіць да яго апошняга разбурэння. Палагаюць, што толькі аб'ектам з адносна тонкай бронеабароны, неабходным для забеспячэння ўстойлівасці ад абстрэлу бронебойнымі (АР) боепрыпасамі, такі матэрыял можа забяспечыць магчымыя магчымасці эканоміі забраніраванага прасторы, калі маса не з'яўляецца вызначальнай.

Прозрачные керамические материалы

У апошнія гады праведзена значная праца па пошуку альтэрнатыў пулестойким сістэмам шкла, якія выкарыстоўваюцца (у якасці ветравага шкла) на такіх машынах, як Humvee. Сучасныя традыцыйныя празрыстыя сістэмы адносна цяжкія, асабліва калі яны патрабуюцца для абароны вялікіх секцый (акон). Гэта выклікае праблемы пры распрацоўцы абароны лёгкіх машын. Традыцыйна сістэма астэклення такой машыны складаецца з некалькіх слаёў шкла, кожны з якіх аддзелены палімерным слоем і ўтрымліваецца полікарбанатным слоем. Гэтыя тыпы сістэм могуць мець масу да 230 кг/м²пры таўшчыні 100 мм для забеспячэння ўзроўню абароны 3 па стандарту STANAG Level 3 (ад 7,62-мм пуль). Шкло для вокнаў памеру машыны Toyota LandCruiser і таўшчынёй 100 мм складае каля 250 кг плюс стальныя пазы неабходнай таўшчыні для яго ўстаноўкі. Агульная маса поўнай сістэмы павінна быць, верагодна, значнай.

Празорныя керамічныя матэрыялы забяспечваюць заманчывую альтэрнатыву пулестойким сістэмам шклопакетаў, так як гэтыя матэрыялы маюць прысутную ім цвёрдасць, якая нашмат больш цвёрдасці аконнага шкла. Гэта забяспечвае абарону распрацоўшчыкаў ад магчымасці паменшыць яе масу і таўшчыню. У цяперашні час існуюць тры жыццяздольных варыянту матэрыялу для выкарыстання ў празрыстых элементах абароны, імі з'яўляюцца оксинитрид алюминия або ALON, алюмомагнезиальная шпинель або шпинель і однокристаллический аксід алюмінія (сапфир).

Оксинитрид алюминия або ALON могуць быць атрыманы ў якасці празрыстай полікрышталічнай керамікі шляхам апрацоўкі тэхналагічных маршрутаў, якія выкарыстоўваюцца для атрымання звычайнай непразрыстай машынабудаўнічай керамікі. Звычайна ALON будзе вырабляцца з папярэдне сінтэзаванага парашка, які затым можа прыдаваць форму і які потым можа спекацца ў азотнай атмасферы.

Малюнак 16 – Гэты выпрабавальны кусок празрыстай броні,

выраблены з ALON, вытрымаў удар 7,62-мм пулі.

Шпинель можа быць паучаная шляхам ушчыльнення камерцыйнага даступнага парашка альбо шляхам гарачага прэсавання, альбо шляхам спекання без ціску. Акрамя таго, для паляпшэння механічных уласцівасцяў і празрыстасці патрабуецца гарачае ізастатычнае прэсаванне ўзору. Гэты працэс уключае адначасовае прымяненне да ўзору роўнага ціску газу і нагрэву. Асноўным перавагай у параўнанні з одноосевым гарачым прэсаваннем з'яўляецца тое, што ціск прымяняецца адно ва ўсіх кірунках, а не проста ў адным кірунку. Вынікам гэтага з'яўляецца большая аднароднасць матэрыялу і мікраструктуры без пераважнай арыентацыі, што прыводзіць да больш высокай трываласці і празрыстасці.

Малюнак 17 – Шматлікія трапляння 7,62-мм/54R пулямі Драгунова

у празрыстую керамічную броню АМАР-Т фірмы IBD.

Малюнак 18 – Сверхлегкая абарона AMAP-R плюс абарона

ад паражаючых элементаў тыпу ўдарнага ядра (EFP).

У цяперашні час гэтыя тры керамічных матэрыялу з'яўляюцца дарагімі ў вытворчасці, а гэта значыць, што іх выкарыстанне ўсё яшчэ рэзервуецца для вельмі малых абласцей выкарыстання. Аднак германская фірма IBDeisenroth Engineering працягвае развіваць гэты тып тэхналогіі распрацоўкі свайго шэрагу вырабаў АМАР (перспектыўнай модульнай бронеабароны). У сваім вырабе АМАР-Т, дзе Т азначае празрысты, фірма выкарыстоўвае празрыстыя керамічныя матэрыялы для павышэння абароны да ўзроўню 4 па стандарту STANAG. Гэтыя дадзеныя паказваюць, што гэты тып зможа паспяхова ўстанавіць абарону ад шматлікіх удараў з блізкім размяшчэннем 7,62-мм/54R бронебойными баепрыпасамі Драгунова са сталовым сардэчнікам. Дасягненне ўзроўню абароны 4 па стандарце STANAG з дапамогай празрыстай броні з'яўляецца ўражлівым пры наяўнасці пагрозы нанясення ўдару 14,5-мм/114 пулей В32 са стаяннем 200 м пры хуткасці 911 м/с.

Новыя падыходы

У адрозненне ад сродкаў абароны для асабістага складу (бронежилет) броня машына не абмяжоўваецца патрэбнасцю ў гнуткасці; хутчэй звычайна жаданымі якасцямі з'яўляюцца здольнасць вытрымліваць шматлікія пападання і забяспечваць ремонтопригодность. Ранние способы использования керамических материалов включали заделку керамической сферы в переднюю часть отливок башен советских основных боевых танков для обеспечения отклонения и эрозии бронебойного снаряда. Гэта занятак інтэграцыяй працягвалася з некаторымі танкамі Т-72 і Т-80. Аднак большасць керамічных сістэм выраблялася як дадатковы камплект, то ёсць сістэма элементаў броні, якія маглі ўмацавацца да корпуса машыны. Гэтыя дадатковыя камплекты складаюцца з керамічных матэрыялаў, якія выкарыстоўваюцца ў спалучэнні са слаямі іншых матэрыялаў, якія звычайна не відны карыстачу.

Адным з такіх прыкладаў з'яўляецца сістэма LAST (тэхніка лёгкай дадатковай сістэмы), якая выкарыстоўвалася марской пехотой ЗША на машынах LAV (8х8). Сістэма броні LAST складаецца з шасцігранных модуляў керамічнай броні, якія мацуюцца да корпуса машыны з дапамогай клея, склеивающего пры надавливании. Пліткі могуць укладвацца (слаямі) для павышэння ўзроўню абароны, затым можа прымяняцца балістычная абшыўка для кіравання подпісам. Былі распрацаваны падобныя ўзоры, у якіх выкарыстоўваліся мацавальныя крюкі і петлі Velcro для ўстаноўкі керамічных пліт на бортах машыны з мэтай зніжэння складанасці работ на тэатры ваенных дзеянняў (у баевай абстаноўцы).

Такі метад мацавання выкарыстоўваўся ў 1990-я гады з броні ROMOR-C фірмы Royal Ordnance (цяпер гэта частка групы BAE Systems). Гэтая броня складалася з пластоў керамікі з аксіду алюминия, прыклееных да GFRP(шклопластыкавай)/алюмініевай канструкцыі. Вядома, што гэты тып злучэння, які выкарыстоўваецца ў вытворчасці броні такой канструкцыі, цалкам з'яўляецца вырашальным, і адзначана значнае зніжэнне характарыстык, калі вытворца не выкарыстоўвае правільны клей. Звычайна пажадана добрая прачная сувязь, якая не дапускае ніякага скольжения паміж задняй паверхняй керамікі і канструктыўным элементам, з якім яна злучана. Хоць якая-то праца, накіраваная на ўдасканаленне якасці клея і выраблялася, яна мела адносна малы поспех. Іншыя перавагі могуць быць дасягнуты шляхам стараннага выбару геаметрыі пліткі. Напрыклад, шасцівугольныя пліткі задавальняюць патрабаванням (гл. сістэмы LAST), так як яны зводзяцца да мінімуму разбуральных дзеянняў мяжы. Нядаўна навукова-тэхнічная лабараторыя міністэрства абароны Вялікабрытаніі запатэнтавала шасцівугольны элемент для выкарыстання ў мазаічнай кампазіцыі. Гэты асобны элемент мае выступы, якія аддзяляюць яго ад суседніх, прадаўжаючых, такім чынам распаўсюджванне «павяржэння» (ударнай хвалі) па браню.

Прадстаўленне распаўсюджвання ўдарнай хвалі ад пліткі да пліткі не з'яўляецца новай ідэяй, і некаторыя факты будуць сцвярджацца, што яна ўступае ў разумнае рашэнне Савецкага Саюза паставіць керамічныя сферы ў башні яго танкаў. Адной з больш паспяховых сістэм броні, у якіх выкарыстоўваецца гэты метад, з'яўляецца лёгкая ўдасканаленая броня, якая абараняе ад паражэнняў агнястрэльным зброяй (LIBA), распрацаваная фірмай Mofet Etzion Ltd (Ізраіль). Гэтая броня складаецца з шматлікіх керамічных элементаў, якія ўваходзяць у рэзінавую матрицу. Гэтая броня можа вырабляцца так, што яна забяспечвае абарону ад 14,5-мм бронебойно-зажигательных (API) боеприпасов, і мае дадатковае перавага, заключанае ў тым, што асобныя элементы могуць быць заменены пасля іх пашкоджанні. Панэлі захоўваюць таксама пэўную ступень гнуткасці і для больш нізкіх узроўняў абароны могуць складацца практычна ў любой форме. Такім чынам, яна можа служыць для абароны асабістага складу (у бронежилетах), дзе, як сцвярджаюць, яна забяспечвае лепшую абарону ад многіх пападанняў дзякуючы сваёй многосегментной канструкцыі. Яго выкарыстанне распаўсюджваецца таксама на лёгкія бронированные машыны. Яна выкарыстана на машынах Stryker сухапутных войскаў ЗША, якія знаходзяцца на ўзбраенні ў Іраке і Афганістане.

Малюнак 19 – Крупны план модуля броні LIBA (легкай удасканаленай броні, якая абараняе ад пашкоджанняў агнястрэльным зброяй) Ізраіля

фірмы Mofet Etzion, паказаны адкрытыя шарыкі керамічнай броні.

Малюнак 20 – Вынікі выпрабаванняў стралковай пліты LIBA

пераканаўча дэманструюць здольнасць матэрыялу вытрымліваць

шматлікавыя трапляння.

Іншыя новыя метады распрацоўкі броні ўключаюць у сябе выкарыстанне таго, што вядома як матэрыялы, сартаваныя па функцыянальным магчымасцям (FGM). Першапачаткова яны даследаваліся ў канцы 1960-х гадоў і ў апошнія гады зноў вызвалі інтарэс. FGM з'яўляецца адзінай структурай, якая максімальна павялічвае перавагі керамікі, каб паверхня ўдару была цвёрдай, а заднія слоі былі металічнымі і, адпаведна, забяспечвалі добрую пластычнасць і ўдарную вязкасць. Гэта метад разбуральніка/паглынальніка, які мы раней разглядалі. Такія матэрыялы звычайна складаюцца з керамічнай пярэдняй панэлі, спечанай з наступнымі пластамі з большым утрыманнем металу. Металлакерамічныя разбуральныя слоі могуць гэтак жа выкарыстоўваць у якасці вонкавых (пярэдніх). Гэтыя матэрыялы складаюцца з сумесі керамікі і металу ў значнай частцы керамікі. Лабараторыі сухапутных войскаў ЗША правялі эксперыменты з моноборидом тытана, які ўшчыльнены як металакераміка і з паўслояў, кожны з больш высокім утрыманнем тытана змяшчаецца па той меры, як узор разглядаецца, напрыклад, з пярэдняй панэлі (павярхоўны ўдар) да задняй. Задняя паверхня складаецца з чыстага тытана. Броня з алюмініевага сплаву з абліцоўваннем матэрыялу FGM забяспечвала лепшую абарону ад 14,5-мм снарада В32 у параўнанні з катанай гомогенной броні (RHA). Патэнцыяльная перавага гэтых матэрыялаў заключаецца ў тым, што яны могуць забяспечыць лепшую абарону ад многіх пападанняў, чым сама кераміка, аднак сучасныя дадзеныя кажуць, што іх характарыстыкі ўсё яшчэ ніжэй характарыстыкі больш звычайных броневых керамічных матэрыялаў.

Кампазіцыйныя матэрыялы з металічнай матрыцай (ММС) таксама падаюць нейкую надзею ў забеспячэнні павелічэння магчымасці вытрымліваць многія траплянні ў параўнанні з керамічнымі матэрыяламі. Адзін такі вобраз прапануе фірма Exote Oy. Яна вырабіла кампазіцыйны матэрыял з металічнай матрицей на аснове карбіда тытана, які, як выяўляюць прадстаўнікі фірмы, забяспечвае зону пашкоджання, якая толькі на 20-30 % больш плошчы папярочнага сячэння пулі. Кампазіцыйны матэрыял з металічнай матрыцай прымяняецца спосабам, падобным на вялікую колькасць керамічных матэрыялаў, злучэннем з апорным матэрыялам, альбо са сталлю, алюмініем, альбо з волокнистым кампазіцыйным матэрыялам. Пры ўдары конус (разгледжаны раней) распаўсюджвае нагрузку снаряда па адносна вялікай плошчы паверхні, зніжаючы такім чынам шчыльнасць кінэтычнай энергіі, якая дзейнічае на апорны матэрыял. Цвёрдыя часціцы карбіда тытана (~ 1500 VHN) разбураюць снарад, але дзякуючы адносна цвёрдай металічнай матрыцы, у якую форму ўключаны часціцы, трашчына абмежавана. Вытворцы сцвярджаюць, што 7,62-мм – 51-мм пуля WC-Co можа быць захавана броней з канструкцыйнай шчыльнасцю вырабы 52 кг/м.², якая створана кампазіцыйным апорным матэрыялам з валакном з араматычнага поліаміду. Гэтыя кампазіцыйныя матэрыялы з металічнай матрыцай могуць вырабляцца пры выкарыстанні працэсу самораспространяющегося высокатэмпературнага сінтэзу (СВС).

Малюнак 21 – Броня Exote фірмы Exote Oy разбивает пробивающий

снаряд и исключает поражение. Удар дробіцца і распределяется

па большай конусообразной паверхні, якая эфектыўна

паглошчае энергію снарада.

Коммерческие варианты

У гэтыя дні існуе мноства варыянтаў керамічных пліт для набыцця сістэмы асабістай абароны і поўных камплектаў абарончай броні для лёгкіх баевых браніраваных машын. Фірма IB Deisenroth, у прыватнасці, забяспечвае забеспячэнне абарончых рашэнняў на працягу больш за 20 гадоў. Раннім прыкладам прымянення яе броні з'яўляецца сістэма MEXAS (модульная, якая паддаецца змяненню сістэмы броні), якая ўсталёўваецца на канадскія БТР М113 для дзеянняў у Босніі. Прадстаўнікі фірмы ўсталявалі таксама падобную сістэму на распрацаваную фірмай Mowagмашину LAV III (8х8), опять же для канадскіх сухапутных войскаў. У абодвух гэтых прыкладах броня з керамічных пліт MEXAS была паспяхова ўстаноўлена снаружи металічных корпусаў машыны. Гэтая броня ўстаноўлена таксама на баявую машыну Stryker ЗША для забеспячэння абароны ад 14,5-мм бронебойных пуль, хоць у паведамленнях гаворыцца, што яна не ўсталёўваецца на машыну падчас мірнай баявой падрыхтоўкі, так як яна дадае да масы машыны 3 т.

Маецца таксама шмат пастаўшчыкоў керамічнага сыру, хоць мы адчуваем у Еўропе да некаторай ступені абмежаваныя пастаўкі матэрыялаў гарачага прэсавання. Кераміка гарачага прессования мае тэндэнцыю быць зручней і забяспечваць лепшую абарону ад агнястрэльнага зброі і, следовательно, гэтыя тыпы керамікі заманчивы для стварэння броні. Аднак спечаныя керамічныя матэрыялы, такія як Sintox FA фірмы Morgan Martoc, валодаюць доўгай радаслоўнай у стварэнні броні. Фірмы МОН-9, ЕТЭС, ВАЕ Systems, Ceradyne і CoorsTek таксама вырабляюць вялікі шэраг відаў керамічных матэрыялаў звычайна ад пліт тыпу SAPI да пліт броні для машын і самалётаў. Аднак ключавым момантам распрацоўкі камплектаў керамічных броні з'яўляецца паспяховая інтэграцыя іх у сістэму, якая абараняецца, і, больш таго, гарантыя таго, што яны надзейныя ў боевых умовах.

Можна вырашыць адну праблему, якая супакоіць большасць камандзіраў на поле бою, ці гэтая сістэма будзе абараняць салдата. Большасць можа засноўваць свой вопыт у дачыненні да керамічных матэрыялаў на тым, што яны бачылі на кухні пры разбіванні фаянсавай посуду. Але цікава, не кажучы пра звароты з керамічнай броні з дапамогай кувалды, большасць сістэм павінны быць дастаткова пругкімі, каб вытрымаць моцныя ўдары або суму.

адзнака

Нягледзячы на ​​высокія характарыстыкі керамічных матэрыялаў, яны не павінны разглядацца як адзіны магазін магазінаў па абслугоўванню сістэмы абароны. Яны ўсё ж такі паразітычныя па прыродзе і, следовательно, не могуць зрабіць істотны ўклад у канструкцыю машыны. Прычынай гэтага з'яўляецца іх немагчымасць вытрымаць усталостную нагрузку на канструкцыю і, не ў меншай ступені, цяжкасць вытворчасці керамічных дэталяў складанай формы. Акрамя таго, яны валодаюць паніжанай здольнасцю вытрымліваць многія пападання ў параўнанні з іншымі матэрыяламі, такімі як сталь, тытан і алюминий. Пры выкарыстанні металаў дзеянне дасягнення абмежаванай вобласці да аднаго-двух калібраў ад кропкі ўдару, а пры выкарыстанні керамічных матэрыялаў гэта дзеянне распаўсюджваецца на ўсю геаметрыю пласціны, якой бы яна ні была вялікай. Усё гэта яшчэ больш важна, калі адна з самых шматлікіх сучасных пагроз вынікае з агня цяжкіх пулеметаў, такіх як расійскі 14,5-мм КПВ. З гэтага зброі многія сотні пул могуць быць выпушчаныя ў выбраным месцы за хвіліны і, адпаведна, у гэтых выпадках патрабуецца добрая здольнасць вытрымліваць шматлікія пападання. Аднак керамічныя матэрыялы забяспечваюць перавага там, дзе верагодныя толькі адзінкавыя пападання, напрыклад, у самалётах і ва ўжыванні цяжкіх броні. У выніку керамічныя матэрыялы шырока выкарыстоўваліся ў сядзеннях экіпажаў і палях браніраваных верталётаў і транспартных самалётаў. Напрыклад, фірма ВАЕ Systems выпрацавала маналітнае коўшападобнае сідзенье для летніка верталета UH-60M, вырабленае з выкарыстаннем керамічных матэрыялаў. Падобныя сідзеньні былі выраблены з выкарыстаннем карбіда бора і апоры з матэрыялу кеўлар для вертолета ан-64, а таксама самалёта с-130. Выкарыстанне керамічнай броні для бакавога экіпажа стала амаль прынятым метадам абароны экіпажа і забяспечыла кераміку адно з першых напрамкаў у ваенным выкарыстанні – вылеты верталетаў ва В'етнаме.

Малюнак 22 – Задняя бок тоўстай керамічнай пліткі, якая

атрымала ўдар высокаскоростной пулей . У гэтым выпадку пуля

была цалкам адноўлена, аднак пашкоджанні

распространилось на ўсю плошчу пліткі.

Керамічныя матэрыялы становяцца таксама менш прывабнымі, калі броня наклонная. Размяшчэнне металічнай броні пад вострым углом на баевых браніраваных машынах было ў агульным становішчы з часам Другой сусветнай вайны, напрыклад, на танках, такіх як Т-34. Аднак перавага, якое можа быць забяспечана металічнай плітой, размешчанай пад вуглом да падлетаючага снараду, не выкарыстоўваецца такім жа чынам. У металічнай броні эфектыўная таўшчыня павялічваецца з узрастаннем вугла. Такім чынам, снарад павінен прабіць больш матэрыялу і адначасова падвяргаецца згінаючай нагрузцы дзякуючы геаметрыі броні. Керамічны матэрыял пад вострым углом таксама павялічвае таўшчыню матэрыялу па лініі прыцэлення снарада. Аднак калі снарад уваходзіць у соприкосновение з броняй, паўсферычная хваля зыходзіць ад точы ўдару, але адлюстроўваецца ў мяжы падзелу паміж керамікай і апорным слоем у кірунку, перпендыкулярным мяжы падзелу. Следовательно, разбуральная хваля пры расцяжэнні не мае адносіны да перавагі наклону. Следует подчеркнуть, керамічныя матэрыялы не ўсё дрэнна дзейнічаюць пад вострымі вугламі, але верна, што яны не дзейнічаюць так добра, як думалі або надзеяліся. Акрамя таго, яны ўзмацняюць рыкашэціраванне пры вялікіх углах наклону.

Будущее

Так куда можна знайсці керамічныя броневыя матэрыялы? Для пачатку палепшаная здольнасць вытрымліваць шматлікія пападанні можа ўжо ў цяперашні час быць дасягнута шляхам уключэння керамічных матэрыялаў у прыдатную абалонку шляхам рассредоточения ў канструкцыях тыпу матрыцы (напрыклад, LIBA), памяншэння памераў, якія выкарыстоўваюцца ў мазаічных канструкцыях броні, або шляхам выкарыстання менш цвёрдых, но более упругих карбидных материалов с прочной сувяззю. Такім чынам, любое зваротнае змяненне ў характарыстыках матэрыялу прыводзіць да ўпругага і ўсяго таго ж цвёрдага матэрыялу, які здольны вытрымаць адзін з іншых удараў снарадаў. Да жаль, у адносінах керамічных матэрыялаў маецца агульнае правіла, чым твержэе вы робіце матэрыял, тым больш хрупкім ён становіцца.

Іншыя поспехі могуць быць зроблены ў апрацоўцы сырья і, у прыватнасці, у зніжэнні кошту керамічных матэрыялаў больш высокага ўзроўню, такіх як диборид тытана, карбид кремния і празрыстыя керамічныя матэрыялы, разгледжаныя вышэй. Альтэрнатыўна, поспехі могуць стаць прыкметнымі, калі даследчыкі начнуць лепш прымаць ролю затрымкі і як падтрымліваць яе. Ці могуць фактычна з'явіцца метады лепшага злучэння, якія забяспечваюць магчымасць злучэння керамікі з металічнай апорай без выкарыстання палімерных клеяў. У любым выпадку ёсць, верагодна, невялікая зыходная кропка павелічэння іх цвёрдасці. У рэшце рэшт, яны ўсё ж з'яўляюцца аднымі з самых цвёрдых маюцца матэрыялаў. І значна цвяржэе снарадаў, якія яны разбураюць.