В настоящее время существует непрерывно возрастающая потребность в более легких и меньшихарио меньшихарио бронированных системах. Ожидается, что боевые бронированные машины будут легче и меньше по габаритам благодаря повымыани лучшей стратегической мобильности. Этому способствует современная броневая керамика, которая является очень прочным материалом, фактиобичесна значительно более высокими характеристиками по сравнению с имеющимися самыми прочными сталями. Это полезное свойство может быть использовано для брони, в которой снаряд (пуля) или кумуляпририюна кумуляпривна сжимающую нагрузку на материал.
Западные вооруженные силы увеличивают свое присутствие за границей, где основная угроза пленвид значительным распространением тяжелых пулеметов (НMG) или выстреливаемых с упором в плечо протеметета РПГ. Эту проблему часто усугубляют политические и (или) оперативные требования , выполнение которыых требома использования легких боевых бронированных машин, в основном колесных, которые по своей констричи по массе отличаются довольно низким уровнем броневой защиты от огнестрельного оружия (обыжи 7, 6-7). В связи с таким положением возникает требование к производству брони, обеспечивающей лучшуюю лучшуюю состава при одновременном сведении до минимума ее полной массы.
Хорошая защита в сочетании малой массой играет ажную роль в собственной защоте личного , 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) и двух носимымх кесима, спереди и сзади защищающих солдата от поражения стрелковым оружием (SAPI). Однако из-за серии смертельных случаев yn Ираке и Афганистане yn IBA был внесен ряд дополнений. Самым значительным из них была боковая защита от огнестрельного оружия (ESBI), осуществленычи боковыми вставками, а также расширенная защита с дополнительными приспособлениями, закрывамиюще. Для этой цели были использованы пластины SAPI ac ESBI, которые обеспечивают лучшую защинту защинтую защинтую с высокой начальной скоростью. Этот уровень улучшенной, но легкой защиты был достигнут только при использовании кераматиы ерамиче.
Rhifyn 1 – Эта керамическая пластина SAPI, часть
бронежилета, спасла жизнь своему владельцу в Ираке.
Rhif 2 – Новый бронежилет, обеспечивающий защиту уровня 4,
испытывается представителями научно-исследовательской лаборатории ВВС
ar y ffôn gan Wright-Patterson, шт. Ogайо. Этот бронежилет включает новую форму керамических пластин, которые могут выдержать больше
ударов пулями, чем современные пластины, кроме того,
ar имеет защитные устройства для бицепсов и ребер.
Rhifyn 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 посудой, которуюони, которуюони ипони или кафелем, используемым на стенах ванной комнаты. Керамические материалы использовались в домашних условиях тысячелетиями, однако эти материалиалиами керамических материалов, которые применяются в настоящее время в боевых бронированных машинах.
Слово «керамика» обозначает «обожженные вещи» и фактически современная машиностроительная керамика, подамика на базе глины, требует для своего производства значительного нагрева. Однако главной разницей между керамикой, которую мы выбираем для использования в качестве броне, которую мы выбираем для использования в качестве кони, которую мы находим дома, является прочность. Современные броневые керамики являются очень прочными материалами и фактически при сжатии онти значительно прочнее, чем имеющиеся самые прочные стали (см. Табл. 1). Это полезное свойство используется для брони, в которой снаряд или кумулятивная прилагаюютюти нагрузку на material. Керамики, конечно, имеют «Ахиллесову пяту». Они слабы на растяжение и, следовательно , они спобны выдерживать только очень маленькие колие колие компании (удлинение до разрушения), как показывает Таблица 1. Это объясняется наличием в структуре омченье компании которые, когда подвергаются локализованным силам растяжения, являются источником катастрофического силам растяжения. Это тип разрушения, с которым мы знакомы очень хорошо при падении обеденной тарелки на пони кушо. Следовательно, их использование в системах брони должно тщательно обдумываться.
Tabl 1 – Некоторые свойства броневых керамик по сравнению с катаной гомогенной броней (RHA)
| RHA | Ocsid alwminiwm (uchel cistôts) | Carbid kremnia | Diborid titana | Carbid bora | |
| Ôl-law plotnost (kg/m3) | 7850 | 3810-3920 | 3090-3230 | 4450-4520 | 2500-2520 |
| Modiwl Юнга (Гпаскаль) | 210 | 350-390 | 380-430 | 520-550 | 420-460 |
| Twerdostch (VHN*) | 300-550 | 1500-1900 | 1800-2800 | 2100-2600 | 2800-3400 |
| Llinellu hyd at y gyfradd (%) | 14-18 | < 1 | < 1 | < 1 | < 1 |
| *VHN = число твердости по Виккерсу | |||||
зачительной степени как элементы устройства разрыва в констири mногослойной брони. Целью этих материалов в конструкции многослойной брони является разрыв на осколки подлетаюсищар быстрое ослабление его. Другими словами, кинетическая энергия снаряда рассеивается броневым матералом разбивая снаряд накелия энергию получающихся в результате осколков в сторону от защищаемой конструкции. Другие элементы в многослойной конструкции будут действовать как «поглотители», то есть олони пака kinетическую снергию снаряда за счет пластической деформации или расслаивания, таким образоме превели низкую форму энергии, такую как теплота.
Rhifyn 4 – Механизм поражения пробиванием плиты
композитной/гибридной брони.
Большинство систем брони оптимизировано для «разрыва» a «поглощения» кинетической энергии подрететета угрозы. Так, возьмем 7,62-мм/39 пулю АК-47. Примерно 6 мм подходящей керамики, связанной с полиамидной тыловой стороной, такой как Kevлон, такой как Kevлон, быдон чтобы вызвать значительное разрушение сердечника пули. Разбивание сердечника связано также с radialьной дисперсией. То есть, осколки сердечника приводятся в движение перпендикулярно, когда снаряд пытается пробить систу. Это уменьшает плотность кинетической энергии снаряда (kinetическая энергия, деленная площепадь площеской снаряда снаряда) и, следовательно, уменьшает пробивную способность.
Начало первого исследования в области типов брони, облицованной керамикой, может быть отнесено кускео куспео. первой мировой войны, когда в 1918 году майор Невилл Монроу Хопкинз экспериментально наблютально наблютал, 6 майто5, 6 майто5 твердой эмали, нанесенной на подвергающуюся удару сторону стальной цели, увеличивало ее заыети возможности. Несмотря на это раннее открытие, применение керамических материалов является относительно недамонипи защитных свойств в таких странах, как Великобритания. Ystyr geiriau: Однако этот способ нашел широкое использование yn Советском Союзе и военнослужащими СШАмо врема wŷn. Здесь использование керамических материалов вызвано попыткой уменьшить потери летчиков вертолетет. Например, в 1965 году вертолет UH-1 HUEY был оснащен комплектом композитной брони с твердым покрытие (), используемым в бронированных сиденьях пилота и второго пилота. Сиденья обеспечивали защиту от 7,62-мм бронебойных (АР) боеприпасов снизу, с боков и сзагария использованию облицовки из карбида бора и основания из стекловолокна . Карбид бора является одной из самых легких керамик, которые могут использоваться в броне (и поше по). Он имеет примерно 30 % от массы стали того же объема и то же время величину твердости, которая фита больше твердости катаной гомогенной броневой стали (см. Табл. 1).
Rhifyn 5 – Сиденья вертолетов являются типичным примером применения
keramической брони. Cyfeiriad: сиденья вертолетов TIGER (фирма BAE Systems Advanced Ceramics Inc.), AH-64 APACHE, в котором используется
карбид бора жесткого прессования (фирмы Simula Inc.)
и MH-60 BLACKHAWK (фирма Ceradyne Inc.).
Конфликт, конечно, дал подъем новым идеям, а необходимость защитить экипажи вертолетов прини вертолетов приы isследованиям. Именно эта работа, выполненная учеными США в 1960-е годы, создала базу для совершенствования внастоекраст keramической брони.
Механизм воспрещения пробивания преграды снарядом
Прежде чем углубиться в изучение современных успехов в технологии керамической брони, полеснеых механизмы, за счет которых система на базе керамики способна разрушать снаряды. RANняя работа М. Л. Уилкинза и его колег из лабораторий США создала основу для понимания тоgo, что фактическио, понимания того стрелкового оружия наносит удар по цели с керамическим покрытием.
В mомент удара ультразвуковые волны нагрузки распространяются в керамику и вдоль сердечника пули. Волны в обоих этих материалах разрушаются, для керамики это становится проблемой, когда волна статся периферийной поверхностью раздела или на самом деле со связующим слоем между керамикой и емоми зон. Большинство типов керамической брони в настоящее время создается при использовании полимерногу сволимерногу, который по своей природе имеет низкую жесткость и плотность. поверхности раздела керамики/связующего материала происходит сильное эластичное отражение, которебие keramический material. Кроме этого, происходит сильная сдвиговая волна, которая буквально «расстегивает как молнию » полимиююю 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 конуса в материале, члть в материале, члтье в материале случаев, распространяет нагрузку от пули по более широкой площади поверхности (см. рис. 6).
Rhif 6 – Модель ANSYS AUTODYN-2D, показывающая образование
конуса нагрузки yn керамике под пробивающей пулей. Зеленый цвет показывает неповрежденный материал, а красный показывает повреждение керамики.
Голубые области показывают неупругую деформацию; dim ond,
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 и эта высокая твердость обеспечивает сопротивлениван попротивление. Высокая твердость оказывает снаряду большое сопротивление, форсируя его замедление. Дополнительные преимущества достигаются высокой жесткостью этих матеиалов. Машиностроительная керамика обычно в два раза жестче стали; жесткость увеличивает свойство, называемое акустическим сопротивлением, которое воздействует на иноство сверхзвуковой волны, воздействие которой направлено назад по стержню снаряда. Это очень важно, так как керамика с высоким акустическим сопротивлением приводит к высокой интенсиоство ультразвуковой волны на снаряд, вызывая его повреждение при растяжении.
Против кумулятивных струй, таких как образуемые гранатами РПГ-7, керамические материалы, кажо, катеб magической способностью противостоять пробиванию. Разгадкой здесь является охрупчивание (хрупкое противодействие) материала. Когда кумулятивная струя проникает в керамику, ar разбивается очень мелкие осколки в ограниченоматлатие проникающей струи районе. Следовательно, каверна, которая образуется под воздействием кумулятивной струи, является относиомили струя теряет свою форму, когда она стремится пройти через этот материал. Интересно, обнаружено, что обычное флоат-стекло (то есть стекло, которое находится в окнах жилкомыы) является эфективным в качестве броневого материала против кумулятивных струй. Однако следует подчеркнуть, что эти высокие показатели проявляются при соотношении масмасы на сравнивать со сталью. Следовательно, потребуется довольно большая толщина стекла для обеспечения достаточной защищищи. Оконное стекло толщиной 3 мм не устоит против струи гранаты РПГ-7!!
Однако интересная концепция была предложена на 13-ом европейском симпозиуме по боевым бронированыфныме проводимом университетом Prifysgol Cranfield в военной академии Великобритании (30 Ebrill-2 мая 2008 года). Во время этого симпозиума профессор Манфред Хелд (изобретатель взрывной реактивной брони) Манфред Хелд создания прозрачной взрывной реактивной брони (ERA), то есть, брони ERA, в которой в качестве матритичелита плиты используется стекло. Если бы использовалась прозрачная взрывная жидкость вместо обычных составов РВХ, можно быпо быпо полностью прозрачную систему ERA. Однако, как подчеркнул профессор Хелд, эта система будет очень тяжелой, так как задняя плинона ( защиты) должна быть очень толстой и достаточно жесткой, так чтобы она не воздействовала на здействовала на здействовала члена экипажа, когда детонирует взрывчатое вещество взрывной защиты. Толщина неподвижной задней плиты должна быть порядка 150- 200 мм по сравнению с 10- 20 мнедка противодействующей плиты.
механизмом механизмом мечнения при нанесении обладают также хорошим механизмом упрочнения при нанесении удара при бошим поражающих элементов. Это особенно полезное свойство при воздействии кумулятивной струи, так прочность керамико, в ерамико, селита значительно увеличивается при этих очень высоких темпах нагрузки. Это хорошее свойство для разработчика брони. По мере увеличения прочности возрастает сопротивление пробиванию и, следовательно , следовательно , следовательно , или снарядрупредибе такую преграду. Именно этот механизм упрочнения делает эти материалы особенно ценными в остановке самоформируююющищищищищищищиы элементов типа «ударного ядра» (EFP). Недавно боевые части на базе EFP привлекли серьезное внимание благодаря использованию их повлекли серьезное внимание благодаря использованию их повлекли привлекли серьезное внимание благодаря использованию их повлеклекли значительные запасы противотанковых мин советской эпохи, в которых используются элементхи. Обычно оболочки таких зарядов делаются из пластичных металов, например, низкоуглеродистой илилидили. Получающийся в результате подрыва поражающий элемент состоит в этом случае из декомомита очень эфективного благодаря высокой скорости, однако эти элементы относительно мягкие. В более усовершенстванных элементах EFP используется тантал (очень дорогой материал из-за пеган используется тантал мобильных телефонах). Однако твердость керамики делает ее заманчивой из-за способности вызывать значительное протевои удару EFP. Одним из примеров керамической брони для защиты от EFP является плита, устанавливаемая на некотморыы плита днищем для защиты от мин.
Rhifyn 7 – Компоненты керамической брони фирмы Coors-Tek
для примения в brône мashin.
Rhifyn 8 – Tarw Mашина класса MRAP II, разработанная фирмами Oshkosh
и Ceradyne , отличается большим использованием керамической брони для
обеспечения защиты от зарядов типа «ударное ядро».
Берамические материалы для применений на поле боя
Alwminiwm ocsid
В 1980-е годы в большинстве систем защиты на основе керамики, которые использовались на полекопо, алюминия, известный иначе как глинозем (alwmina). Оксид алюминия относительно недорогой в производстве и даже довольно тонкие элементы защиты защиты защиты остановить пули стрелкового оружия, выстреливаемые с высокой скоростью. Как отметил в 1995 году С. Дж. РоберSON из фирмы Advanced DefenceMaterials Ltd, имеются значительные улучшения характеристик систем защиты прионые алюминия по сравнению с другими керамическими/композиционными материалами. А prи использовании систем с карбидом кремния a karбидом бора дополнительная балистическая парактира значительных дополнительных затратах. Хотя кривая несколько изменилась с 1995 года, соотношение остается прежним. Существует оптимальное по высокой стоимости решение для относительно небольшого улучшения илучшенио harakteriстики. Однако преимущество добавленной защиты от огнестрельного оружия (хотя и небольшой) можаты можаты можаты если требуется минимальная масса, например, в самолетных или личных (индивидуальных) системаых истемащ.
Rhifyn 9 – Поверхностная плотность различных типов матеиалов,
требуемая для защиты от 7,62-мм бронебойных пуль,
по сравнению с их относительной стоимостью.
Оксид алюминия широко используется в системах индивидуальной защиты личного состава, аме такиты защиты машин. В Великобритании первая система защиты для личного состава массового производства, в которой испола керамические плиты, была введена в Северной Ирландии. Базовая мягкая система защиты, известная как боевая личная броня (СВА), является составной и сносто и сното и сното и сното. элемента из найлонового и полиамидного волокна , которому могут добавляться 1-кг плиты из киомономио с полиамидным волокном, облицованные керамикой для обеспечения защиты сердца и основных органов высокоскоростных винтовочных пуль (см. рис. 10). Они подобны плитам SARI, которые привлекли широкое внимание военнослужащих США.
Рисунок 10 – Боевая личная система защиты (СВА),
показан karman для вставки керамической плиты.
Rhifyn 11 – Процесс задержки сердечника пули АРМ2 из
закаленной стали плиткой оксида алюминия на стальном основании.
Carbid bora
nесмотря на экономическую эфективность and способность оксида алюминия остановить большинково польшинкость оружия при относительно хорошей эффективности по массе, свой путь на рынок керамической били бической кеramические материалы. Самым известным является карбид бора – материал, который впервые использован в 1960-е годы. Он невероятно твердый, но также невероятно дорогой и поэтому он используется только в самыько в самыьько в самыьько в самыько условиях, в которых желательно компенсировать несколько грамм массы броневой структуры, накример винг экипажа самолета V22 Osprey. Другой пример использования карбида бора был в производстве системы усиленной личной защиты(Е). Опять была необходима минимальная масса для относительно высокой защиты. Она была введена британскими сухопутными войсками для обеспечения защиты от 12,7-мпульлесньы пульлснеы и содержала в себе комплект «тупой травмы». Тупая травма происходит, когда защита не пробивается, но передача импульса удара вызываетююцета слое опоры, ведущую к ушибам, серьезным травмам основных органов и даже смерти.
Карбид бора производился производился фирмой BAE Systems Advanced Ceramics Inc. оружия (SAPI), в систему личной защиты-бронежилет (IBA). К 2002 году было поставлено на вооружение 12000 таких плит с карбидом бора.
Rhif 12 – Новый процесс формирования карбида бора, разработанный
институтом технологии штата Джоржия, позволяет создавать сложные
изогнутые формы для использования yn касках и других елементах
личной защиты. Ystyr geiriau: На снимке показана опытная каска малого масштаба.
Карбид бора является материалом высокими характеристиками. Однако кроме невероятной твердости, которой обладает этот материал, ac его невероятно низкой имлотно иплотно потенциальный недостаток. В последние годы есть некоторые основания предполагать, что он не будет действовать так хкотоюе так хкотоьа, Вороюа пробивании высокоскоростными пулями с плотным сердечником. Это, как полагают, обусловлено физическими изменениями, которые происходят с материалом, копдада он сильному удару, вызываемому этими боеприпасами. Фктически при испытании с неопределенным алюминиевым материалом в качестве опоры есть основание, пачестве опоры есть основание против особых снарядов на базе карбида вольфрама определенные марки карбида бора действуют также крида из окисла алюминия. Это несмотря на бóльшую твердость карбида бора. Обнаружено также, что когда карбид бора связан слоистым пластиком, армированным волокном, происяхлените промежутков». Это происходит там, где обнаруживается двойная скорость V50 ( скорость , при которой ожидается , аров чтося полностью пробьют цель). Раскрытия (действия) двойной скорости V50 обычно объясняются переходом от пробивания цели жномпании поражению цели разрушенным снарядом на более высоких скоростях. Однако работа научно-исследовательской лаборатории сухопутных войск США показала, что войзаде скорости V50 на композиционный материал, облицованный карбидом бора, происходит в связи с изменсание осколков керамики. Тем не менее, вывод из этих результатов означает, что толщина плиты из карбида бора должна чем первоначально ожидали, чтобы защищать от этих плотных сердечников снарядов с высокоЎ. Имеется много данных, которые показывают, что карбид бора является хорошим керамическимела матил. использования против стальных бронебойных снарядов.
Rhif 13 – Рентгеновский снимок, показывающий временные данные
воздействия 7,62-мм сердечника пули АРМ2 на карбид бора. Disgrifiad:
задержка, проникновение за счет эрозии, осколки пули и поглощение.
Karbid Kremnija
В последние годы другие керамические материалы также показали значительную перспективпичевичичели от огнестрельного оружия, но ни один из них не оказался более эффективным, чем подверженные подверженные подверженные образцы карбида кремния, которые производятся фирмами США, такими как BAE Systems и CeradyneInc. Фирма Ceradyne, в частности, имеет длинную родословную в производстве керамических плиток для примения ский примения будучи вовлеченной в этот процесс с 1960-х годов. Этот материал производится под объединенными нагревом и давлением, чтобы изготовить невероятно по, которое, как доказано, обеспечивает высокое сопротивление пробиванию боеприпасами стрелкового оружатия APFSDS. Во время изготовления обычно достигаются температуры примерно 2000°С.
Карбид кремния, в частности, показал невероятное сопротивление пробиванию, вызванному явлением, измеко пробиванию wyr. Говоря просто, «задержка во времени» это, когда снаряд, кажется, буквально сидит (отсюда «задержка») и задермка некоторое время после удара. Это явление, которое можно видеть при использовании технологий высокоскоростной фотографии испокова луча, вызывается главным образом тем, что керамика представляется более прочной, чем снаряде, чем снаряде, etc. снаряд начинает течь радиально по поверхности керамики. Хотя это явление наблюдалось в начале 1990-х лабораториями сухопутных войск США, ученыесе по разъяснить механизм, которым оно поддерживается в керамике. Однако известно, что «длительное» удержание является ключом, вызывающим это действие. Одним способом, которым этого можно достичь, является использование типа горячего прессовлания прессовлания керамики с помощью металлических накладок. Следствием этого процесса является вызывание высоких сжимающих напряжений в керамическеромесперомеломе теплового рассогласования металических и керамических слоев при охлаждении. Эта предварительная нагрузка в конечном счете обеспечивает керамике преимущество. Второе преимущество обеспечивается окантовкой керамического материала металическими накладкамили увение возможности выдерживать многочисленные попадания. Это ограничение действует для сохранения всех осколков в едином объеме и, следовательно, увеличиююэи способность брони при дополнительных выстрелах.
Относительно недорогой карбид кремния производиться также посредством процесса, изоседиться производиться посредством процесид reakцией. Этот процесс обеспечивает точный размер керамического изделия, тогда как другие традиционетыбионы не позволяют получить этого из-за высоких температур и давления. В этом случае химическая рекция является основой для производства керамического изделия. Рекция соединяет исходные материалы керамики, используемые для определенных видов брони прои низуемые. Однако часто в структуре керамики откладываются побочные продукты в форме «пудлинговых криц», которз криц» слабые места в керамике. Для карбида кремния, полученного соединительной рекцией они принимают вид кремния - отнокиомалия.
Rhif 14 – Микроскопическая структура (сверху вниз): связанного
рекцией карбида кремния, спеченного карбида кремния и карбида бора.
Rhifyn 15 – Новая гусеничная боевая машина PUMA является одной из
нескольких машин, которые защищены элементами керамической брони SICADUR (карбид кремния) фирмы Ceram-TEC. Eta peiriant
находится на вооружении германских сухопутных войск.
Другие композиционные материалы
Другие керамические материалы , например , нитрид кремния и нитрид алюминия показали относитепльепипльничели деле производства керамической брони.
Имеются сообщения, что нитрид алюминия был принят на некоторых бронированных машинах, однако и однако . Нитрид алюминия является странным материалом, эта странность заключается в том, что он работричи увеличенных скоростях удара (обладает высокой стойкостью), однако при балистических скоростях, встычна сегодняшнем поле боя, он обладает относительно низкой стойкостью.
Керамический материал с карбидом вольфрама также рассматривался для примения в средствах защиты защиты относительно дорогой и довольно плотный (номинально в шесть раз плотнее карбида кремния), оньчия вызывает высокое акустическое сопротивление удару. Это последнее свойство является главным и используется в защитных устройствах (системахен используется в защитных устройствах (системахен) пули напряжений большой амплитуды, что в конечном счете приводит к его разрушению. Полагают, что только объектам с относительно тонкой броневой защитой, требующим обеспи обстрела бронебойными (АР) боеприпасами, такой материал может обеспечить потенциальные вожозмиь заброневого пространства, когда масса не является определяющей.
materion ceramish
В последние годы проведена значительная работа по поиску альтернативы пулестойким системам остекле используются (в качестве ветрового стекла) на таких машинах, как Humvee. Современные традиционные прозрачные системы являются относительно тяжелыми, особенно, конюдя контида защиты больших секций (окон). Это вызывает проблемы при разработке защиты легких машин. Традиционно системы остекления таких машин состоят из нескольких слоев стекла, каждый изледы полимерным слоем и удерживается поликарбонатным слоем. Эти типы систем могут иметь массу до 230 кг/м2при толщине 100 мм для обеспечения защиты уровня 3 по стандарту STANAG Lefel 3 (от 7,62-мм пуль). Стекло для окна размера машины Toyota LandCruiser a толщиной 100 мм составляет массу примерно 250 кг пльпаыыыы необходимой толщины для его установки. Общая масса полной системы должна быть, вероятно, значительной.
Прозрачные керамические материалы обеспечивают заманчивую альтернативу пулестойким систекемал, эти материалы имеют присущую им твердость, которая гораздо больше твердости оконного стекла. Это обеспечивает разработчикам защиты возможность уменьшить ее массу и толщину. В настоящее время существуют три жизнеспособных арианта материала для использования впрозрачнлэмыых защиты, ими являются оксинитрид алюминия или ALON , алюмомагнезиальная шпинель или оксинитрид алюминия или ALON , алюмомагнезиальная шпинель или шпинельелисилиси или или кионичели оксид алюминия (сапфир).
Оксинитрид алюминия или ALON может быть получен в качестве прозрачной поликристаллической керамио технологических маршрутов, которые используются для получения обычной непрозрачной маьоин cerameg. Обычно ALON будет производиться из предварительно синтезированного порошка, которому затем можадима и который потом может спекаться в азотной атмосфере.
Rhif 16 – Этот испытательный кусок прозрачной брони,
изготовленный из ALON, выдержал удар 7,62-мм пули.
Шпинель может быть поучена путем уплотнения комерчески доступного порошка либо путем горяпчески путем пекания без давления. Кроме того, для улучшения механических свойств a прозрачности требуется горячее изостатичесесескео образца. Этот процесс включает одновременное применение к образцу равномерного давления газа и нагрева. Основным преимуществом по сравнению с одноосевым горячим прессованием является то, что давление прессованием всех направлениях, а не просто в одном направлении. Результатом этого являются бóльшая однородность материала и микроструктуры без преимущественио, преимущественио приводит к более высоким прочности и прозрачности.
Rhifyn 17 – Многочисленные попадания 7,62-ммм/54R пулями Драгунова
в прозрачную керамическую броню АМАР-Т фирмы IBD.
Rhif 18 – Сверхлегкая защита AMAP-R плюс защита
от поражающих элементов типа ударное ядро (EFP).
В настоящее время эти три керамических материала являются дорогостоящими в производстве, а это зи использование все еще резервируется для очень малых областей использования. Однако германская фирма IBDeisenroth Engineering продолжает развивать этот тип разработкой своего рядеМа (перспективной модульной броневой защиты). В своем изделии АМАР-Т, где Т означает прозрачная, фирма использует прозрачные керакаличе керачает прозрачная повышения защиты до уровня 4 по стандарту STANAG. Эти данные означают, что этот тип защиты сможет успешно остановить многочисленные кащиты сможет успешно остановить многочисленные удлары расстояния 7,62-мм/54R бронебойными боеприпасами Драгунова со стальным сердечником. Достижение защиты уровня 4 по стандарту STANAG с помощью прозрачной брони является впечатляюрищим ипечатляюрищим нанесения удара 14,5-мм/114 пулей В32 с расстояния 200 мри скорости 911 м/с.
Trafodaethau newydd
В отличие от средств защиты для личного состава (бронежилет) броня машин не ограничивается почивается почивается почивается; скорее обычно желаемыми качествами являются способность выдерживать многочисленные попаданиые попаданиы rеmontопригодность. Ранние спобы использования керамических materiалов заделку керамических сфер в перекичичичичичичичичели башен советских основных боевых танков для обеспечения отклонения и эрозии бронебойного снаряда. Это занятие интеграцией продолжалось с некоторыми танками Т-72 a Т-80. Однако большинство керамических систем изготавливалось как дополнительный комплект, то емплект, то естьем, брони, которые могли крепиться к корпусу машины. Эти дополнительные комплекты состоят из керамических материалов, используемых в сочетани сочетани материалов, которые обычно не видны пользователю.
Одним таким примером является система LAST (техника легкой дополнительной системы), которая исполскомпании пехотой США на машинах LAV (8х8). Система брони LAST состоит из шестигранных модулей керамической брони, которые крепятся крепятся корпусиныыыы клея, склеивающего при надавливании. Плитки могут укладываться (слоями) для повышения уровня защиты, затем может применяться блишибита для управления сигнатурой. Были разработаны подобные образцы, в которых использовались крепежные крюки и петли Velcro дили керамических плиток на бортах машин с целью снижения сложности работ на театре военных действоби ().
Такой метод крепления использовался в 1990-е годы с броней ROMOR-C фирмы Royal Ordnance (теперь это частпь ). Эта броня состояла из слоев керамики из оксида алюминия , приклеенных к GFRP (стеклопластиковой )/алюминикоиц. Обнаружено, что этот тип соединения, который используется в производстве брони такой конструкый используется в производстве брони такой конструкцелипи решающим, и замечено значительное снижение характеристик, если производитель не испольпйзулиыть. Ystyr geiriau: Обычно желательна хорошая прочная связь, которая не допускает никакого скольжения междунедече Обычно керамики и конструктивным элементом, с которым она соединена. Хотя какая-то работа, направленная на совершенствование качеств клея и производилась, она имела относитемльельельь. Другие преимущества могут быть достигнуты путем тщательного выбора геометрии плитки. Например, шестиугольные плитки удовлетворяют требованиям (см. систему LAST), так как они сводят до минимими разрушительные действия границ. Недавно научно-техническая лаборатория министерства обороны Великобритании запатентовала шестиугольныля использования в мозаичной компоновке. Этот особый элемент имеет выступы, которые отделяют его от соседних, предотвращая, такипразрамо браста «повреждения» (ударной волны) по броне.
Предотвращение распространения ударной волны от плитки к плитке не является новой идеей и фактиыкечески утверждать, что она уступает разумному решению Советского Союза вставлять керамические керамические сферамы сферы. Одной из более успешных систем брони, в которых используется этот метод, является легровервани защищающая от поражения огнестрельным оружием (LIBA), разработанная фирмой Mofet Etzion Ltd (Израиль). Эта броня состоит из многочисленных керамических элементов, которые вставляются в резиновую матр. Эта броня может производиться так, что она обеспечивает защиту от 14,5-мм бронебойно-затьььипи боеприпасов, и имеет дополнительное преимущество, заключающеся в том, что отдельные ьтые чельные чельные ьметь заменены после их повреждения. Панели сохраняют также определенную степень гибкости и для более низких уровней защиты могатя могих почти в любой форме. Следовательно, она может использоваться для защиты личного состава (в бронежилетах), кагета, кагето, кагето, кагуто, каде, каде, ac обеспечивает лучшую защиту от многих попаданий благодаря своей многосегментной конструкцици. Ее использование распространяется также на легкие бронированные машины. Она использована на машинах Stryker сухопутных войск США, находящихся на вооружении в Ираке и анфон.
Rhifyn 19 – Крупный план модуля брони LIBA (легкой усовершенствованной брони, защищающей отениноне оружием) израильской
фирмы Mofet Etzion, показаны открытые шарики керамической брони.
Rhifyn 20 – Результаты испытания стрельбой плиты LIBA
убедительно демонстрируют способность материала выдерживать
многочисленные попадания.
Другие новые методы в разработке брони включают использование того, что известно как матерималюти функциональным возможностям (FGM). Первоначально они исследовались в конце 1960-х годов и в последние годы опять вызвали интерес. FGM является единой структурой, которая максимизирует преимущества керамики тем, что поверхностьутрада задние слои будут металлическими и, следовательно , обеспечивают хорошую пластичность и кледовательно , обеспечивают хорошую пластичность и ударность. Это метод разрушителя/поглотителя, который мы ранее рассматривали. Такие материалы обычно состоят из керамической передней панели, спеченной последующимислими содержанием металла. Металлокерамические разрушающие слои могут так же использоваться в качестве наружных (пер). Эти материалы являются смесью ceramikи и металла при значительной части керамики. Например, лаборатории сухопутных войск США провели эксперименты с моноборидом титана, который упана металлокерамика и состоит из семи слоев, каждый с более высоким содержанием титана по мере того, каждый с более высоким содержанием титана по мере токоы рассматривается от передней панели (поверхности удара) к задней. Задняя поверхность состоит из чистого титана. Броня из алюминиевого сплава с облицовкой материалом FGM обеспечила лучшую защиту от 14,5-мада2 сравнению с катаной гомогенной броней (RHA). Потенциальным преимуществом этих матеиалов является то, что они могут обеспечивать лутшшо многих попаданий, чем сама керамика, однако современные данные говорят, что их характеристики все керамище более обычных броневых керамических материалов.
Композиционные материалы с металлической матрицей (ММС) также подали некоторую надеждипи увеличения возможностей выдерживать многие попадания по сравнению серамическими материалами. Один такой образец предлагает фирма Exote Oy. Она произвела композиционный материал с металлической матрицей на основе карбида титана, клотюкя клотюка представители фирмы, обеспечивает зону повреждения, которая лишь ag 20-30 % больше площивает площпедически pwli. Композиционный материал с металлической матрицей применяется способом, подобным больскеым больььыы матеиалов, соединением с опорным материалом, либо со сталью, алюминием, либо с волокнистым компомиым компомиы. При ударе конус (рассмотренный ранее) распространяет нагрузку снаряда по относительно большой площита снижая таким образом плотность кинетической энергии, действующей на опорный материал. Твердые частицы карбида титана (~ 1500 VHN) разрушают снаряд, но благодаря относительно жесткельно жесткой компании матрице, в которую вставлены частицы, распространение трещин ограничено. Производители утверждают, что 7,62-мм – 51 мм пуля WC-Co может быть остановлена броней с констоньють изделия 52 кг/м2, которая создана композиционным опорным материалом с волокном из ароматического полиамида. Эти композиционные материалы с металлической могут производиться при исполицеской могут производиться при исполиьсиска самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (SHS).
Rhif 21 – Броня Exote фирмы Exote Oy разбивает пробивающий
снаряд и исключает поражение. Уdar дробится a распределяется
по большей конусообразной поверхности, которая эффективно
поглощает энергию снаряда.
Комерческие varианты
В эти дни существует много вариантов керамических плиток для приобретения систем личной защпиыыых комплектов защитной брони для легких боевых бронированных машин. Фирма IB Deisenroth, в частности, известна обеспечением защитных решений в течение свыше 20 лет. Ранним примером применения ее брони является система MEXAS (модульная, поддающаяся изменению системауляется система MEXAS (модульная, поддающаяся изменению система броманиа kanadские БТР М113 для действий в Боснии. Представители фирмы установили также подобную систему на разработанную фирмой Mowagмашину LAV III (8х8), озработанную канадских сухопутных войск. В обоих этих примерах броня из керамических плиток MEXAS была успешно установлена снаружи метаковки mashin. Эта броня установлена также на боевую машину Stryker США для обеспечения защиты от 14,5-машину Stryker США для обеспечения защиты от 14,5-м бронебойпо, сообщениях говорится, что она не устанавливается на машины во время мирной боевой подготовки, такол кад ката массе машины 3 т.
Имеется также много поставщиков керамического сырья, хотя мы испытываем в Европе до некоторение ограниченные поставки материалов горячего прессования. Керамика горячего прессования имеет тенденцию быть прочнее и обеспечивать лучшую защитун ото оружия и, следовательно, эти типы керамики заманчивы для создания брони. Однако спеченные керамические материалы, такие как Sintox FA фирмы Morgan Martoc имеют длинную родословнуюниски Фирмы МОН-9, ЕТЕС, ВАЕ Systems, Ceradyne и CoorsTek также производят большой ряд видов керамическатон керамическон. от плит типа SAPI до плиток брони для машин a самолетов. Однако ключевы м моментом разраотки комплектов керамический брони я d hiynnwch яется успррррuch, защищается, и, более того, гарантия, что они надежны в боевых условиях.
Можно предположить одну проблему, которая беспокоит большинство командиров на поле боя, будет лисаство защищать солдата. Большинство может основывать свой опыт в отношении керамических материалов на том, что онини на томи разбивании фаянсовой посуды. Но интесно, не говоря об обращении с керамической броней с помощью кувалды, большинство систежо достаточно упругим, чтобы выдержать сильные удары или износ.
Otsënka
Несмотря на высокие характеристики керамических материалов они не должны рассматриваться какенадинзи магазинов по обслуживанию систем защиты. Они являются все же паразитическими по природе и, следовательно , не могут сделать существенкиы суприроде и, следовательно , не могут сделать существенкины винго машины. Причиной этого являются их неспособность выдерживать усталостную нагрузку на конструкциюье выдерживать усталостную нагрузку на конструкциье ве и зень и иЈне и и Монструка степени, трудность производства керамических деталей сложной формы. Кроме того, они обладают пониженной способностью выдерживать многие попадания по сравнению по сравнению имирима такими как сталь, титан и алюминий. использовании металлов действие пробивания одного-двух калибров от калибров от паки использовании керамических материалов это действие распространяется на всю геометрию пластины, какой пластины, какой пластины была. Все это еще более важно, когда одна из самых многочисленных современных угроз исходит о зодити пулеметов, таких как российский 14,5-мм КПВ. Из этого оружия многие сотни пуль могут быть выпущены по выбранному месту за минуты и, слеьть по выбранному месту за минуты и, слеьты и, слеть случаях требуется хорошая способность выдерживать многочисленные попадания. Однако керамические материалы обеспечивают преимущества там, где вероятны лишь одиночныпан, преимущества там. samolетах и в применениях тяжелой брони. В результате керамические материалы широко использовались в сиденьях экипажей и поларихното польжей транспортных самолетов. Например, фирма ВАЕ Systems разработала монолитное ковшеобразное сиденье для летчика вертолета UH-60M, ac ati использованием керамических материалов. Подобные сиденья были изготовлены с использованием карбида бора и опоры из материала Kevlar для верто 6-4 также самолета С-130. Использование керамической брони для сидений экипажа стало почти принятым методом защикиы Ѝкипажа стало почти принятым методом защикиы Ѝ обеспечило керамике одно из первых направлений в военном использовании – вылеты вертолетов во Вьетнаме.
Rhifyn 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 броня наклонная. Размещение металлической брони под острым углом ar боевых бронированных машинах было обомиме второй мировой войны, например, на танках, таких как Т-34. Однако преимущество, которое может быть обеспечено металлической плите, размещенной помекомпо снаряду, не используется таким же образом керамикой. У металлической брони эфективная толщина возрастает с возрастанием угла. sледовательно, sнаряд должен пробивать материала ac одновременно подвергается изгибающей geomеtriи broni. Кеramический материал под острым углом также увеличивает толщину материала по линии прицеливания. Однако когда снаряд входит в соприкосновение с броней, полусферическая волна исходит из точи ударате границу разделения между керамикой и опорным слоем в направлении, перпендикулярном границе разделения. Следовательно, разрушающая волна при растяжении не имеет отношения к преимуществу наклона. Следует подчеркнуть, керамические материалы не все плохо действуют под острыми углами, нотоно и нононо, действуют так хорошо, как думали или надеялись. Кроме того, они усиливают рикошетирование при больших углах наклона.
Buduschée
Ystyr geiriau: Так куда могут пойти керамические броневые материалы? Для начала улучшенная способность выдерживать многочисленные попадания может уже внастоящепать многочисленные попадания внастоящепать заключения керамических материалов в подходящую оболочку путем рассредоточения керамики в констрицири (например, LIBA), путем уменьшения размеров, как используется в мозаичных конструкциях брони, илми илми илми менее твердых, но более упругих карбидных материалов с прочной связью. Следовательно , любое поступательное изменение марактеристиках материала приводит купругому иметелев который способен выдерживать следующие один за другим удары снарядов. К сожалению, в отношении керамических матеиалов имеется общее правил, чем тверже вы делаетематели, хрупким он становится.
Другие успехи могут быть сделаны в обработке сырья и, в частности, снижения стоимости керамихесилески высокого уровня, таких как диборид титана, карбид кремния и прозрачные керамические материалы, раснид кремния и прозрачные керамические материалы, раснеы раснеы Альтернативно, успехи могут стать заметными, когда исследователи начнут лучше пониматьке рольи подерживать ее. Или могут фактически появиться методы лучшего соединения, что обеспечит возможность соедид металлической опорой без использования полимерных клеев. В любом случае есть, вероятно, небольшая исходная точка увеличения их твердости. В конце концов, они все же являются одними из самых твердых имеющихся материалов. И значительно тверже снарядов, которые они разрушают.
Amser postio: Medi-03-2018