УСПЕХИ В ОБЛАСТИ КЕРАМИЧЕСКОЙ БРОНИ Пол Дж. Хейзелл

В настоящее время существует непрерывно возрастающая потребность в более легикиох там боевых бронированных системах. Ожидается, что боевые бронированные машины будут легче и меньше по габаританмаритангаритана м требованиям к лучшей стратегической мобильности. Этому способствует современная керамика, которая фак фанч о о п п ч ельно более ыыыими характеристиками п сравнению с и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и Это полезное свойство может быть использовано для брони, в которой снаряд (пуляд) уя прилагают сжимающую нагрузку на материал.

Западные вооруженные силы увеличивю свое приутствие за граныц п з— з— анением тяжелых пулеметов (нmg) или ыыстреливаемых с упором в пhlíч ти тtno. Эту проблему часто youсугубляют политические и (или) оперативные т т к г г г .. зования легких боевых бронированных машин, осовном колесных, котороо к и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и довольно низким уровнем -мм оружия). В связи с таким положением возникает требование к производству брони, обеспечива личного состава при одновременном сведении до минимума ее полной массы.

Хорошая защита в сочетании с малой массой играет важную роль в собственстогой зобанстой этом знает любой солдат, ведущий боевые действия в Ираке или Афганистане. Взять, например, личный бронежилет (IBA) сухопутных войск США. Первоначальная его концепция состояла из верхнего тактического жилета (OTV) иекедвуис х вставок, спереди и сзади защищающих солдата от поражения стрелковым оружием (SAPI). Однако из-за серии смертельных случаев в Ираке a Афганистане v IBA был внесен ропенд. Самым значительныы з них ы už бащита от огнестрельного улоыом у у у у у у у у у у у у у у у у у у у у у у у у у у у у у у у у у у у у у у у а также расширенная защита с дополнительными приспособлениdělá Для этой цели были использованы пластины SAPI a ESBI, которые обеспечивают лучшутивования ль с высокой начальной скоростью. Этот уровень улучшенной, но легкой защиты был достигнут только при испольизикеранна ов.

Рисунок 1 – Эта керамическая пластина SAPI, часть

бронежилета, спасла жизнь своему владельцу в Ираке.

Рисунок 2 – Новый бронежилет, обеспечивающий защиту уровня 4,

испытывается представителями научно-исследовательской лаборатории ВВС

na авиационной базе Wright-Patterson, шт. Огайо. Этот бронежилет включает новую форму керамических пластин, которые могут выдержат

ударов пулями, чем современные пластины, кроме того,

он имеет защитные устройства для бицепсов и ребер.

Рисунок 3 – Пластины, вставляемые в бронежилет,

находятся в массовом производстве фирмой Ceradyne.

Основные соображения по керамической броне

Большинство людей ассоциируют слово «керамика» с глиняной или фаянсовой посузиоутоуропосузиоутоуропосузиоутоуропосузиоутурика ют дома, или кафелем, используемым на стенах ванной комнаты. Керамические материалы использовались в домашних условиях тысячелетиями, однатитроднатиров чалом керамических материалов, которые применяются в настоящее время в боервыманбнырна

Слово «керамика» обозначает «обожженные вещи» a фактически современная, машиностроая но своим двойникам на базе глины, требует для своего производства значительнаног Однако главной разницей между керамикой, которую мы выбираем для исполяниеване рамикой, которую мы находим дома, является прочность. Современные броневые керамики являются очень прочными материалами и фактичрескио ыть значительно прочнее, чем имеющиеся самые прочные стали (см. Табл. 1). Это полезное свойство используется для брони, v которой снаряд или кумулятистивнау мающую нагрузку на материал. Керамики, конечно, имеют «Ахиллесову пяту». Они слабы на растяжение и, следовательно, они способdělá до разрушения), как показывает таблица 1. это объъсс н н т т т т т т т т ď тся локализованныы силам растяжения, являются источником катастрофического разрушени. Это тип разрушения, с которым мы знакомы очень хорошо при падении обеденионой обедениойкой Следовательно, их использование в системах брони должно тщательно обдумывать

Таблица 1 – Некоторые свойства броневых керамик по сравнению с катаной гомогенной броневых

Керамики в броневом применении работают в значительной степени как элементы уструтроваров a многослойной брони. Целью этих материалов в конструкции многослойной брони является разрылев на оскоролколки да или быстрое ослабление его. Другими словами, кинетическая энергия снаряда рассеивается броневым матерниаломалом ки и перенацеливая энергию получающихся v результате осколков в сторону от зероми Другие элементы в многослойной конструкции будут действовать как «поглотитолион», кинетическую энергию снаряда за счет пластической деформации или расслаиваниом, ее в более низкую форму энергии, takkuю как теплота.

Рисунок 4 – Механизм поражения пробиванием плиты

композитной/гибридной брони.

Большинство систем брони оптимизировано для «разрыва» a «поглощения» кинетическерейт о средства угрозы. Так, возьмем 7,62-мм/39 пулю АК-47. Примерно 6 мм подходящей керамики, связанной с полиамидной тыловой стороной, K. достаточно, чтобы вызвать значительное разрушение сердечника пули. Разбивание сердечника связано также с радиальной дисперсией. То есть, осколки сердечника приводятся в движение перпендикулярно, когтда снарояда také. Это уменьшает плотность кинетической энергии снаряда (кинетическая энергия, понаргия, понаргия перечного сечения снаряда) и, следовательно, уменьшает пробивную способность.

Начало первого иvot и р к к к к к к к к к к к к к к к к к к к к к к к к к ой мировой войны, когčova в 1918 годdé енной на подвергающуююю удару сторонrání стальной цели, увеличивало ее защитные возможности. Несмотря на это раннее открытие, применение керамических материалов является отноноския м повышения защитных свойств в таких странах, как Великобритания. Однако этот способ нашел широкое использование в Советском Союзе и военнослужевах етнамской войны. Здесь использование керамических материалов вызвано попыткой уменьшить петолерит Например, v roce 1965 году вертолет UH-1 HUEY был оснащен комплектом композитной бтрокрыт с. используемым v бронированных сиденьях пилота и второго пилота. Сиденья обеспечивали защиту от 7,62-мм бронебойных (АР) боеприпасов снизокиов снизоков, боеприпасов снизокиоу даря использованию облицовки из карбида бора и основания из стекловолокна. Карбид бора является одной из самых легких керамик, которые могут исбользороватьзороватьзоватьзоват шей причине). Он имеет примерно 30 % от массы стали того же объема и в то же время величинуотовер шесть раз больше твердости катаной гомогенной броневой стали (см. Табл. 1).

Рисунок 5 – Сиденья вертолетов являются типичным примером применения

керамической брони. Název: сиденья вертолетов TIGER (фирма BAE Systems Advanced Ceramics Inc.), AH-64 APACHE, v котором используется

карбид бора жесткого прессования (фирмы Simula Inc.)

a MH-60 BLACKHAWK (фирма Ceradyne Inc.).

Конфликт, конечно, дал подъем новым идеям, а необходимость защитить экиперар бширным исследованиям. Именно эта работа, выполненная учеными США в 1960-е годы, создала базутовансовая сования щее время характеристик керамической брони.

Механизм воспрещения пробивания преграды снарядом

Прежде чем углубиться в изучение современных успехов в технологии керамичеоснов треть механизмы, за счет которых система на базе керамики способна разрушатядыь снар. Ранняя работа М. Л. Уилкинза a его коллег из лабораторий США создала основу для пониманикия тогофисо ит, когда пуля стрелкового оружия наносит удар по цели с керамическим покрытием.

В момент удара ультразвуковые волны нагрузки распространяются в керамику и вдоль сенрдоль. Волны в обоих этих материалах разрушаются, д už керамики это стаději оверхностюю раздела или на самом деле со с $ с už между керамикой и Большинство типов керамической брони в настоящее время создается ующего материала, который по своей природе имеет низкую жесткость и плотность. На поверхности раздела керамики/связующего материала происходит сильное эластиотиочнризное бивает керамический материал. Кроме этого, происходит сильная сдвиговая волна, которая буквально « расстегиреваент камент связующий материал и, следовательно, отсоединяет керамическую плитку от ее опоры. Однако в это время материал под средством пробивания сжимается; конические трещины исходят от места удара и это они ведут к образованию констарвия ве случаев, распространяет нагрузку от пули по более широкой площади поверхности).

Рисунок 6 – Модель ANSYS AUTODYN-2D, показывающая образование

конуса нагрузки в керамике под пробивающей пулей. Зеленый цвет показывает неповрежденный материал, а красный показывает повреждение

Голубые области показывают неупругую деформацию; можно увидеть,

что пластическая деформация задней плиты происходит как раз

под образуемым нагрузочным конусом керамики.

Это первое преимущество, которое обеспечивается керамикой. Как уже упоминалось, керамика очень твердая a эта высокая твердость обеспречиоваевае ию. Высокая твердость оказывает снаряду большое сопротивление, форсируя его замедледу. Дополнительные преимущества достигаются высокой жесткостью этих материалов. Машиностроительная керамика обычно в два раза жестче стали; жесткость увеличивает свойство, называемое акустическим сопротивличием, кототорое вонтендое вонтендое возываемое ь сверхзвуковой волны, воздействие которой направлено назад по стержню снаряда. Это очень важно, так как керамика с высоким акустическим сопротивленсием приводисикововове действия ультразвуковой волны на снаряд, вызывая его повреждение при растяжении.

Против кумулятивных струй, таких как образуемые гранатами РПГ-7, керамичатериетиема ют магической способностью противостоять пробиванию. Разгадкой здесь является охрупчивание (хрупкое противодействие) материала. Когда кумулятивная струя проникает в керамику, она разбивается на очень мелкикие онскикие материала проникающей струи районе. Следовательно, каверна, которая образуется под воздействием кумулятивнной струиосионеялятивной струи, есформенной и струя теряет свою форму, когда она стремится пройти через этотрму Интересно, обнаружено, что обычное флоат-стекло (то есть стекло, которое находится.торое находится в же является эффективным в качестве броневого материала против кумулятивных струйх Однако следует подчеркнуть, что эти высокие показатели проявляюстся ансари соотино a сравнивать со сталью. Следовательно, потребуется довольно большая толщина стекла для обесзпечестия обесзпечения Оконное стекло толщиной 3 мм не устоит против струи гранаты РПГ-7!!

Однако интересная концепция была предложена на 13-ом европейском симпозиовронене м машинам (AFV), проводимом университетом Cranfield University ve Velké Británii. Великобританиирео20 Во время этого симпозиума професор манфреdne хелд (ззобретатеhání зрачной ззрывной реактивной брони (éra), то есть, брони éra, к которой зв з з з з з з з з ~ стекло. Если бы использовалась прозрачная взрывная жидкость вместо обычных составов , роизводить полностью прозрачную систему ERA. Однако, как подчеркнул профессор Хелд, эта система будет очень тяженкактяжентой, ой броневой защиты) должна быть очень толстой и достаточно жесткой, так чотойны чотойны сидящего за ней члена экипажа, когда детонирует взрывчатое вещество взрывной Толщина неподвижной задней плиты должна быть порядка 150- 200 мм 200 сравсненениѿ противодействующей плиты.

Керамические материалы обладают также хорошим механизмом упрочнения приеринаневе оких скоростях поражающих элементов. Это особенно полезное свойство при воздействии кумулятивной струи, так как прочной чае, значительно увеличивается при этих очень высоких темпах нагрузки. Это хорошее свойство для разработчика брони. По мере увеличения прочности возрастает сопротивление пробиванию и, следовательрино, устрияно, днее пробивать такую ​​преграду. Именно этот механизм упрочнения делает эти материалы особенно ценнымияяящимия востанорования поражающих элементов типа «ударного ядра» (EFP). Недавно боевые части на базе EFP привлекли серьезное внимание благодаря испольизов Ираке, имеющими значительные запасы противотанковых мин советской эзохи, в которих jen EFP. Обычно оболочки таких зарядов делаются из пластичных металлов, например, например, нигрой a меди. Получающийся в результате подрыва поражающий элемент состоит ка металла, очень эффективного благодаря высокой скорости, однако этитентиноты В более усовершенствованных элементах EFP используется тантал (очень дорогойзематер пользуется тантал зования в мобильных телефонах). Однако твердость керамики делает ее заманчивой из-за способности вызывать заманчивой е сильному удару EFP. Одним из примеров керамической брони для защиты от EFP является плитаниваемаволя, устаноаволивания шинах под днищем для защиты от мин.

Рисунок 7 – Компоненты керамической брони фирмы Coors-Tek

для применения в броне машин.

Рисунок 8 – Машина BULL класса MRAP II, разработанная фирмами Oshkosh

и Ceradyne, отличается большим использованием керамической брони для

обеспечения защиты от зарядов типа «ударное ядро».

Керамические материалы для применений на поле боя

Оксид алюминия

1980-е годы в большинстве систем защиты на основе керамики, которые использовалерису использовалерису блялся оксид алюминия, известный иначе как глинозем (oxid hlinitý). Оксид алюминия относительно недорогой в производстве и даже довольно тонкиенкиение азе могли остановить пули стрелкового оружия, выстреливаемые с высокой скоростью. Как отметил v roce 1995 году С. Дж. Роберсон из фирмы Advanced DefenceMaterials Ltd, имеются значительные улучшения характеристик систезовоп ии оксида алюминия по сравнению с другими керамическими/композиционными материариа. А при использовании систем с карбидом кремния и карбидом бора дополнительаная стика мала при значительных дополнительных затратах. Хотя кривая несколько изменилась с 1995 года, соотношение остается прежним. Существует оптимальное по высокой стоимости решение для относительно небольшого кой характеристики. Однако преимущество добавленной защиты от огнестрельного оружия (хх х х ы ы т т т т т т т т т т т т т т т нимальная масса, например, с самолетных или личных (индивидуаль%)

Рисунок 9 – Поверхностная плотность различных типов материалов,

требуемая для защиты от 7,62-мм бронебойных пуль,

по сравнению с их относительной стоимостью.

Оксид алюминия широко используется в системах индивидуальной защатажаты личсногов мах защиты машин. В Великобритании первая система защиты для личного состава массового произоводовстроизвод вались керамические плиты, была введена в Северной Ирландии. Базовая мяк система защиты, известная. из найлонового и полиамидного котором могут окном, облицованные керамикой для обеспечения защиты серца и и основныхых органов от высокоскоростных винтовочных пуль (см. рис. 10). Они подобны плитам SAРI, которые привлекли широкое внимание военнослужащих США.

Рисунок 10 – Боевая личная система защиты (СВА),

показан карман для вставки керамической плиты.

Рисунок 11 – Процесс задержки сердечника пули АРМ2 из

закаленной стали плиткой оксида алюминия на стальном основании.

Карбид бора

Несмотря на экономическую эlní ф и с способносdělá носительно хорошей ээфктивности по масссе, свой путь на рынок керамическоыngliи дрмч ы celou д д д д д д д д д д д д д д. Самым известным является карбид бора – материал, который впервые использован -е в 1960 в 19.6 Оневероятно т т то также невероят и и и и и э э у у у у у в елательно компенсировать несколь starořík Другой пример использования карбида бора был v производстве). Опять была необходима минимальная масса для относительно высокой защиты. Она была введена британскими сухопутными войсками для обеспечения защиты от 12 м сердечником a содержала v себе комплект «тупой травмы». Тупая травма происходит, когда защита не пробивается, но передача изыпульса узылавевева деформацию в слое опоры, ведущую к ушибам, серьезным травмам основных оргаинов

Карбид бора производился фирмой BAE Systems Advanced Ceramics Inc. (od společnosti Cercom) a интегрировался всиде от стрелкового оружия (SAPI), v систему личной защиты-бронежилет (IBA). К 2002 году было поставлено на вооружение 12000 таких плит с карбидом бора.

Рисунок 12 – Новый процесс формирования карбида бора, разработанный

институтом технологии штата Джоржия, позволяет создавать сложные

изогнутые формы для использования в касках и других элементах

личной защиты. На снимке показана опытная каска малого масштаба.

Карбид бора является материалом ve высокими характеристиками. Однако кроме невероятной твердости, которой обладает этот материал, и еготонтонтий имеет один потенциальный недостаток. В последние годы есть некоторые основания предполагать, что он не будатет деротоствововаротоствововаротоствововароть жидают, при пробивании высокоскоростными пулями с плотным сердечником. Это, как полагают, обусловлено физическими изменениями, которые происходятотонсор двергается сильному удару, вызываемому этими боеприпасами. Фактически при испытании с неопределенным алюминиевым материалом в качестве опопоры агать, что против особых снарядов на базе карбида вольфрама определеданные маркие tak хорошо, как и преграды из окисла алюминия. Это несмотря на бólьшую твердость карбида бора. Обнаружено также, что когда карбид бора связан с слоистым пластиком, армирововононы явление «разрушения промежутков». Это происходит там, где обнаруживается двойная скорость V50 (скорость, 50% прикоторо нарядов полностью пробьют цель). Раскрытия (действия) двойной скорости V50 обычно объясняются переходом отиочноже денным снарядом к поражению цели разрушенным снарядом на более высоких скоростя. Однако работа научно-исследовательской лаборатории сухопутных войск США показала, что воздействие при большей скорости V50 на композиционный материал, облицованный карбидом бора, происходит в связи с изменением в процессе образования осколков керамики. Тем не менее, вывод из этих результатов означает, что толщина плиты из карботатов z ью Имеется много данных, которые показывают, что карбид бора является хорошиматрамерошимаме для использования против стальных бронебойных снарядов.

Рисунок 13 – Рентгеновский снимок, показывающий временные данные

воздействия 7,62-мм сердечника пули АРМ2 на карбид бора. Показаны:

задержка, проникновение за счет эрозии, осколки пули и поглощение.

Карбид кремния

В последние годы другие керамические материалы также показали знач— в о з— в о л ~ л ь ь ь ь ь ь ь о о ь ь ь ь ь о о о ь о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о го оружия, но ни один из них не оказался боле эээфеы ч п г г г к к к к к к к к к к к к к к орые производятся фирмами шша, таки как bae systémy и cerdyneinc. Фирма Ceradyne, в частности, имеет длинную родословную в производстве керамическитиодстве керамическитиомплинировную целью защиты, будучи вовлеченной в этот процесс с 1960-х годов. Этот материал производится под объединенными нагревом и давлением чтоы к к доказано, обеспечивает V průběhu roku 2000°С.

Карбид кремния, в частности, показал невероятное сопротивление пробиванянию, воызеваннное м как задержка во времени. Говоря просто, «задержка во времени» это, когда снаряд, кажется, буквально сид поверхности керамики некоторое время после удара. Это явление, которое можно видеть при исполззнологий лнн р р р р р вается главным образом диально по поверхности керамики. Хотя это явление наблюдалось в начале 1990-х лабораториями сухопутных воШеск Сухопутных воШеск ются разъяснить механизм, которым оно поддерживается в керамике. Однако известно, что «длительное» удержание является ключом, вызывающим этом Одним способом, которым этого можно достичь, является использование тирепосом для капсулирования керамики с помощью металлических накладок. Следствием этого процесса является вызывание высоких сжимающих напряженирейм посредством теплового рассогласования металлических и керамических слоев при охелинаж. Эта предварительная нагрузка в конечном счете обеспечивает керамике преимущество. Второе преимущество обеспечивается окантовкой керамического материала металимичинский ением возможности выдерживать многочисленные попадания. Это ограничение действует для сохранения всех осколков в едином обълеме и, слечироватутедиована зийную способность брони при дополнительных выстрелах.

Относительно недорогой карбид кремния может производиться также посредстровоІ jako соединение реакцией. Этот процесс обеспечивает точный размер керамического изделия, тогда кактионимер бработки не позволяют получить этого из-за высоких температур и давления. В этом случае химическая реакция является основой для производства керадства керамигоичесе Реакция соединяет исходные материалы керамики, используемые для определениныровнвий угрозе. Однако часто в структуре керамики откладываются побочные продукты в форме «прудыронин гут образовать слабые места в керамике. Для карбида кремния, полученного соединительной реакцией они принимают висотикре гкого материала.

Рисунок 14 – Микроскопическая структура (сверху вниз): связанного

реакцией карбида кремния, спеченного карбида кремния и карбида бора.

Рисунок 15 – Новая гусеничная боевая машина PUMA является одной из

нескольких машин, которые защищены элементами керамической брони SICADUR (карбидидикрем) Эта машина

находится на вооружении германских сухопутных войск.

Другие композиционные материалы

Другие керамические материалы, например, нитрид кремния и нитрид алюминия пиокаотиза ерспективу в деле производства керамической брони.

Имеются сообщения, что нитрид алюминия был принят на некоторкых бронированныхне бронированнышне много. Нитрид алюминия является странным материалом, эта странность заключ с п п п п п п х удара (обладает относительно низкой стойкостюю.

Керамический материал с орогой и довольно плотный (номинально в шесть ротивление удару. Это последнее свойство является главным a используется в защитных устройствах ждения в стержне пули напряжений большой амплитуды, что в конечном счритикеЎ Полагают, что то už объектам с отно т т б б бйо с с с с с с с с с с с с с с с с с с с с с с с с с с с с с с с с с с с с с с с с с с с с с с с с с с с с с с с с с с с с с ми (ар) боеприпаса4. “

Прозрачные керамические материалы

В последние годы проведена значительная работа по поиску альтернативя пулимитойкатиме которые используются (в качестве ветрового стекла) на таких машинах, jako Humvee. Современные традиционные прозрачные системы являются относительно тяжелыгтрена, осонобе ся для защиты больших секций (окон). Это вызывает проблемы при разработке защиты легких машин. Традиционно системы остекления таких машин состоят из нескольких слоев стекла, кахожодытре полимерным слоем a удерживается поликарбонатным слоем. Эти типы систем могут иметь массу do 230 кг/м²при толщине 100 мм для обеспечения защиты уровня 3 по стандарту STANAG Úroveň 3 (od 7,62-пу Стекло для окна размера машины Toyota LandCruiser a толщиной 100 мм составляет массу примернопа 250ноп зы необходимой толщины для его установки. Общая масса полной системы должна быть, вероятно, значительной.

Прозрачные керамические материалы обеспечивают заманчивую альтернативятпулистойка tak как эти материалы имеют присущую им твердость, которая гораздо. больнше твертиорде Это обеспечивает разработчикам защиты возможность уменьшить ее массу и толщину. Настоящее врем существуют три жизнеспособных варианта материала дл в в з з в з в в в в л л л л тс оксинитриdli алюминиdělám или alon, алюиальная шпинель и а lat vor Planииесклююнн lat алюоhlí).

Оксинитрид алюминия или ALON может быть получен в качестве прозрачной поликрисеколика обработки технологических маршрутов, которые используются для получепния обырончния остроительной керамики. Обычно ALON будет производиться a даваться форма и который потом может спекаться в азотной атмосфере.

Рисунок 16 – Этот испытательный кусок прозрачной брони,

изготовленный из ALON, выдержал удар 7,62-мм пули.

Шпинель может быть поучена путем уплотнения коммерчески доступного порочока порочока прессования, либо путем спекания без давления. Кроме того, для улучшения механических свойств a прозрачности требуетстятиеорея сование образца. Этот процесс включает одновременное применение к образцу равномерного давленения гразцу Основным преимуществом по сравнению с одноосевым горячим прессованием являеторния еняется одинаково во всех направлениях, а не просто в одном направлении. Результатом этого являются бólьшая однородность материала и микроструктуры микроструктуры риентации, что приводит к более высоким прочности и прозрачности.

Рисунок 17 – Многочисленные попадания 7,62-мм/54R пулями Драгунова

v прозрачную керамическую броню АМАР-Т фирмы IBD.

Рисунок 18 – Сверхлегкая защита AMAP-R плюс защита

от поражающих элементов типа ударное ядро ​​(EFP).

В настоящее время эти три керамических материала являются дорогостоядимиовио в зововов чит, что их использование все еще резервируется для очень малых областей исповов Однако германская фирма IBDeisenroth Engineering лий АМАР (перспективной модульной броневой защиты). В своем изделии АМАР-Т, где Т означает прозрачная, фирма использует пыроезер алы для повышения защиты до уровня 4 по стандарту STANAG. Эти данные означают, что этот тип защиты сможет успешно остановить маногочислунилуна сстояния 7,62-мм/54R бронебойными боеприпасами Драгунова со стальным сердечникова Достижение защиты уровня 4 по стандарту STANAG с помощью прозрачной брочи яяЎерти явлюерту наличии угрозы нанесения удара 14,5-мм/114 пулей В32 с расстояния 200 м при скорости скоро

Nové подходы

В отличие от средств защиты для личного состава (бронежилет) броня маштин не опетреняне оперентава ю в гибкости; скорее обычно желаемыми качествами являются способность выдерживатьпмногофони еспечить ремонтопригодность. Ранние способы иvodící изования к материалов вк ч п с с с с с с с с с ких основных боевых танков для обечения отклонения и эрози бронебойного снаряда. Это занятие интеграцией продолжалось с некоторыми танками Т-72 a Т-80. Однако большинство керамических систем изготавливалось как дополнительтыйт ком,иполнительный комп лементов брони, которые могли крепиться к корпусу машины. Эти дополнительные комплекты состоят из керамических материалов, используесолисово угих материалов, которые обычно не видны пользователю.

Одним таким примером является система LAST (техника легкой дополнсительььной система система ь морской пехотой США на машинах LAV (8х8). Система брони LAST состоит из шестигранных модулей керамической брони, которые ксрепя помощью клея, склеивающего при надавливании. Плитки могут укладываться (слоями) для повышения уровня защиты, затем повышения уровня защиты, затем пориямит ческая обшивка для управления сигнатурой. Ыыли разработаны подобные образцы, которых исползовались крепежныи уех кâр ох у уех урер к уех прюи иâ урюи иâр урюи и уâх пâр п уâр п урюю и урюю и уâх уâр к уâр οж уâр к ртах машин с целю снижения сложности работ

Такой метод крепления использовался v roce 1990-е годы с броней ROMOR-C фирмы Royal Ordnance AE systémy). Эта броня состояла из слоев керамики из оксида алюминия, приклеенных к GFRP(стекликойвала конструкции. Обнаружено, что этот замечено значительное снижение характеристтик, если производитель не к už. Обычно желательна хорошая прочная связь, которая не допускает никакого скольго скользь поверхностью керамики и конструктивным элементом, с которым она соединена. Хотя какая-то работа, направленная на совершенствование качеств клея и производиоланесоь, малый успех. Другие преимущества могут быть достигнуты путем тщательного выбора геометритик . Например, шестиугольные плитки удовлетворяют требованиям (см. систему LAST), такикосвовот а разрушительные действия границ. Недавно научно-техническая лаборатория министерства обороны Великобританиэ запалатентва лемент для использования v мозаичной компоновке. Этот особый элемент имеет выступы, которые отделяют его от соседних, предотвраэтароа странение «повреждения» (ударной волны) по броне.

Предотвращение распространения ударной волны от плитки к плитке не является новой икиост ые будут утверждать, что она уступает разумному решению Советского Союза всестивев башни его танков. Одной из более успешных систем брони, которых исползетется этот мая ~ у svítna от поражения огнестрельныы оружием (liba), разработнная формой mofet etzion Ltd (ззраиль). Эта броня состоит из многочисленных керамических элементов, которые вставляютрея Эта броня может производиться так, что она обеспечивает защиту от 14,5-межнебот х (API) боеприпасов, имеет дополнительное преимущество, заключаюлщееся в теоме могут быть заменены после их повреждения. Панели сохраняют также определенную степень гибкости и для более низкитыт уровавней яться почти в любой форме. Следовательно, она может лучшую защиту от многих попаданий б už с многосегментной конструкции. Ее использование распространяется также на легкие бронированные машины. Она использована на машинах Stryker сухопутных войск США, находящихсят на воиоринжена ne.

Рисунок 19 – Крупный план модуля брони LIBA (легкой усовершенствованной бяронитеюерони, заяйоните гнестрельным оружием) израильской

фирмы Mofet Etzion, показаны открытые шарики керамической брони.

Рисунок 20 – Результаты испытания стрельбой плиты LIBA

убедительно демонстрируют способность материала выдерживать

многочисленные попадания.

Другие новые методы в разработке брони включают использование того, что известрема е по функциональным возможностям (FGM). Первоначально они исследовались в конце 1960-х годов и в последние годы опятива вырять Fgm является единой структурой, которая максизируе řešení ие слои будут металлическими и, следовательно, обеспечч вш starostiю вда в в в в в. Это метод разрушителя/поглотителя, который мы ранее рассматривали. Такие материалы обычно состоят из керамической передней панели, спеченноЎЎеспосли льшим содержанием металла. Металлокерамические разрушающие слои могут так же использоваться в качестве наруру. Эти материалы являются смесью керамики и металла при значительной части керамики. Например, лаборатории сухопутных войск США провели эксперименты с монобторитонтонм как металлокерамика и состоит из семи слоев, каждый с более высоким содержаниемагортем тиотиоание зец рассматривается от передней панели (поверхности удара) к задней. Задняя поверхность состоит из чистого титана. Броня из алюминиевого сплава с облицовкой материалом FGM обеспечила лучащую зовая В32 по сравнению с катаной гомогенной броней (RHA). Потенциальным преимуществом этих материалов является то, что оног л з з з з з з з з з з з з з з з ама керамика, однако современые даные говорт, что их характерис щ— б щ щ— б б к к к к к к к к к— ческих материалов.

Композиционные материалы с металлической матрицей (ММС) также подали некотопорух ии увеличения возможностей выдерживать многие попадания. Один такой образец предлагает фирма Exote Oy. Она произвела композициный материал с металической матрицей не к з ле з з з ~ зеотл т т · т · т л zem ďа т л л л леи т л т л л zem л т л. фирмы, обеспечивает зону повреждения, которая Композиционный материал с металлической матрицей применяется способом, пособом, побинод мических материалов, соединением с опорным материалом, либо со сталью, алюмиконим алюмиконим позиционным материалом. При ударе конус (рассмотренный ранее) распространяет нагрузку снаряда по относительноабропой хности, снижая таким образом плотность кинетической энергии, действующей наринана Твердые частицы карбида титана (~ 1500 VHN) разрушают снаряд, но благодарястотносите кой матрице, в которую вставлены частицы, распространение трещин ограничено. Производители утверждают, что 7,62-мм – 51 мм пуля WC-Co может быть остановлонена плотностью изделия 52 кг/м², которая создана композиционным опорным материалом с волокном из ароматическогого. Эти композиционные материалы с металлической матрицей могут производитьсовиронипе сса самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (SHS).

Рисунок 21 – Броня Exote фирмы Exote Oy разбивает пробивающий

снаряд a исключает поражение. Удар дробится a распределяется

по большей конусообразной поверхности, которая эффективно

поглощает энергию снаряда.

Комерческие варианты

В эти дни существует много вариантов керамических плиток для приобретения систитенм х комплектов защитной брони для легких боевых бронированных машин. Фирма IB Deisenroth, v частности, известна обеспечением защитных решений в течение свыше Ранним примером применения ее брони является система система MEXAS (модульная, поддеинсиеяподдеисен ма брони), устанавливаемая на канадские БТР М113 для действий в Боснии. Представители фирмы установили также подобную систему на разработанную фирмой III Mowag8п. же для канадских сухопутных войск. В обоих этих примерах броня из керамических плиток MEXAS была успешно установлина орпусов машин. Эта броня установлена ​​также на боевую машину Stryker США для обеспечения зачения зачения зачения зачения защитон5 пуль, хотя в сообщениях говорится, что она не устанавливается на машинй воповомя воповомя товки, так как она добавляет к массе машины 3 т.

Имеется также много поставщиков керамического сырья, хотя мы испытываем в пероевров a ограниченные поставки материалов горячего прессования. Керамика горячего прессования a тенденцию рельного оружия и, следовательно, эти типы керамики заманчивы для создания брония Однако спеченные керамические материалы, какие как Sintox FA фирмы Morgan Martoc имеют длиннусиозовус рони. Фирмы МОН-9, ЕТЕС, ВАЕ Systems, Ceradyne a CoorsTek производят большой ряд видовевекра бычно от плит типа SAPI do плиток брони для машин и самолетов. Однако ключевым моментом разработки комплектов керамический брони являетсѳихяетсяшинпе усинпе систему, которая защищается, и, более того, гарантия, что они надежны вхоевых услоевых услея услоему, которая защищается,

Можно предположить одну проблему, которая беспокоит большинство командировона та система защищать солдата. Большинство может основывать свой опыт в отношении керамическиких материалов начетом, при разбивании фаянсовой посуды. Но интересно, не говоря об обращении с керамической броней с помощью кутвалсидистонсвалды, но быть достаточно упругим, чтобы выдержать сильные удары или износ.

Оценка

Несмотря на высокие характеристики керамических материалов они не должны рассматристватньатриватеньтриалов газин магазинов по обслуживанию систем защиты. Они являются все же паразитическими по природе и, следовательно, не мойтвевте сде v конструкцию машины. Причиной этого являются их неспособность выдерживать усталостную нагрузокине нагрузокинена ьшей степени, трудность производства керамических деталей сложной формы. Кроме того, они обладают пониженной способностью выдерживать многгие попипус ими материалами, такими как сталь, титан a алюминий. При nebude иолзовани метало roku нии керамических материалов это действие распространется на вю г г к ы ы ы ы ы ы ы ы ы ы ы ы ы ы ы ы ы ы ы ы ы ы ы ы ы ы ы ы ы ы ы ы ы ы. Все это еще более важно, когда одна из самых многочисленных современных угоров елых пулеметов, таких как российский 14,5-мм КПВ. Из этого оружия многие сотни пуль могут быть выпущены по выбранному местиноза о, в этих случаях требуется хорошая способность выдерживать многочнисленные Однако керамические материалы обеспечивают преимущества там, где вероянтны опионь например, в самолетах a в применениях тяжелой брони. В результате керамические материалы широко использовались в сиденьяхх экипижниой вертолетов a транспортных самолетов. Например, фирма ВАЕ Systems разработала монолитное ковшеобразное сиденье для летчиотиоа енное с использованием керамических материалов. Подобные сиденья были изготовлены с использованием карбида бора и ополарытрериетамат АН-64, а также самолета С-130. Использование керамической брони для сидений экипажа стало почти принятимом а и обеспечило керамике одно из первых направлений военном использовании – вторвытовев вторвых

Рисунок 22 – Задняя сторона толстой керамической плитки, которая

получила удар высокоскоростной пулей . В этом случае пуля

была полностью остановлена, однако повреждение

распространилось на всю площадь плитки.

Керамические материалы становятся также менее привлекательными, когда бронная наклоня. Размещение металлической брони под острым углом на боевых бронированных машмом ением со времен второй мировой войны, например, на танках, таких как Т-34. Однако преимущество, которое может быть обеспечено металлической плите, разгпочено длетающему снаряду, не используется таким же образом керамикой. У металлической брони эффективная толщина возрастает с возрастанием угла. Следовательно, снаряд должен пробивать больше материала a одновремеянно позодивер агрузке благодаря геометрии брони. Керамический материал под острым углом также увеличивает толщину материала полинирин a. Однако когда снаряд ходит разделения межж керамикой и опорныы с už н направлении, перпеном границе раз. Следовательно, разрушающая волна при растяжении не имеет отношения к преимуществу Следует подчеркнуть, керамические материалы не все плохо действуют под остроманои они не действуют так хорошо, как думали или надеялись. Кроме того, они усиливают рикошетирование при больших углах наклона.

Будущее

Так куда могут пойти керамические броневые материалы? Для начала улучшенная способность ия керамических материалов в подххщщ оболочку путем расрередоточеник в в к к в в к в в в в в в в в к к к к к в к в к к к к к к к к ем уменшения размеров, как исползз už мозаичных конструкцил б птолзз т ďыхых т т т т т т т т т т т т т т т т т т т т т т т т т т т т т т т т т т т т т т т т т т т т т т т т т т т т т т т т т т но более упругих карбидных материалов с прочной связью. Следовательно, любое поступательное изменение v характеристиках материала прикоудив вердому материалу, который способен выдерживать следующие один за другивим ударар К сожалению, v отношении керамических материалов имеется общее правил, чатем твереже м более хрупким он становится.

Другие успехи могут ыыть о уровня, таких как диборид титана, карбия и п прозрачные кераче к к к р ра už. Альтернативно, успехи могут стать заметными, когда исследователи начнут лучоьерме и и как поддерживать ее. Или могут фактически появиться методы лучшего соединения, что обестечитожонсит вожнит ерамику с металлической опорой без использования полимерных клеев. В любом случае есть, вероятно, небольшая исходная точка увеличения их твердо В конце концов, они все же являются одними из самых твердых имеющихся матеве. И значительно тверже снарядов, которые они разрушают.