УСПЕХИ В ОБЛАСТИ КЕРАМИЧЕСКОЙ БРОНИ Пол Дж. Ystyr geiriau: Hейзел

В настоящее время существует непрерывно возрастающая потребность в более легких и меньшихарибио х системах. Ожидается, что боевые бронированные машины будут легче и меньше по габаритам благодаря повымшени стратегической мобильности. Этому способствует современная броневая керамика, которая является очень прочным материалом, фактионическоньма о более высокими характеристиками по сравнению с имеющимися самыми прочными сталями. Это полезное свойство может быть использовано для брони, в которой снаряд (пуля) или кумуляпририюсилия щую нагрузку на материал.

Западные вооруженные силы увеличивают свое присутствие за границей, где основная угроза пленьпрады странением тяжелых пулеметов (НMG) или выстреливаемых с упором в плечо противотанковых средствПипа . Эту проблему часто усугубляют политические и (или) оперативные требовнouksя, выызuchныuch helaeth зования легких боевых бронированных машин, о основном колесных, которые поюююю eichghennog довольно низким уровнем броневой защиты от огнестрельного оружия (обычно от 7,62 -мм оружия). В связи с таким положением возникает требование к производству брони, обеспечивающей лучшуси ри одновременном сведении до минимума ее полной массы.

Хорошая защита в сочетании с малой массой играет важную роль в собственной защите личного ой 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 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 ками, а также расширенная защита с дополнительными приспособлениями, закрывающими плечи. Для этой цели были использованы пластины SAPI и ESBI , которые обеспечивают лучшую защинтую защинтую защинты кой 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 ассоцируют слово «керамика» с глиняной или фаянсовой посудой, которуюони ипони елем, используемым на стенах ванной комнаты. Керамические материалы использовались в домашних условиях тысячелетиями, однако эти материалиах ких материалов, которые применяются в настоящее время в боевых бронированных машинах.

Слово «керамика» обозначает «обожженные вещи» и фактически современная машиностроительная керамика, подамита зе глины, требует для своего производства значительного нагрева. Однако главной разницей между керамикой, которую мы выбираем для использования в качестве кони, которую мы выбираем для использования в качестве кони, которую ходим дома, является прочность. Современные броневые керамики являются очень прочными материалами и фактически при сжатии онтиь материалами прочнее, чем имеющиеся самые прочные стали (см. Табл. 1). Это полезное свойство используется для брони, в которой снаряд или кумулятивная прилагаюютютюти terial. Керамики, конечно, имеют «Ахиллесову пяту». Они слабы на растяжение и, следовательно, они способны выдерживать только d ati до разрушения), как показывает таблица 1. это объсснется наличием в структурре чOutгы мOld мett тся локализоваваныы силам растяжения, явлляются источником кататророellauфеского разрушени.. 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)

Керамики в броневом примении работают в значительной степени как элементы устройства разрыва вконстри . Целью этих материалов в конструкции многослойной брони является разрыв на осколки подлетаюслеки подлетаюслески ление ego. Другими словами, кинетическая энергия снаряда рассеивается броневым матералом разбивая снаряд накеличи ю получающихся в результате осколков в сторону от защищаемой конструкции. Другие элементы в многослойной конструкции будут действать как «поглотитoryчрut тutю снаряда за счет пластической деðрации или расслаивния, таким образом премщщ iwtêr к теплота.

Rhifyn 4 – Механизм поражения пробиванием плиты

композитной/гибридной брони.

Большинство систем брони оптимизировано для «разрыва» и «поглощения» кинетической энергии подрусретючечетэно поделитьский. Так, возьмем 7,62-мм/39 пулю АК-47. Примерно 6 мм подходящей керамики, связанной с полиамидной тыловой стороной, такой как Kevлон, бчон, бчон ы 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 площадеской площадада ) и, следовательно, уменьшает пробивную способность.

Начало первого исследования в области типов брони, облицованной керамикой, может быть отнесено куспео ровой войны, когда в 1918 году майор Невил Монроу Хопкинз экспериментально наблюдал, что Ѝлюдал, что Ѝлюдал, что Ѝлюдал, что Ѝтомих нанесенной на подвергающуюся удару сторону стальной цели, увеличивало ее защитные возможности. Несмотря на это раннее открытие, применение керамических материалов является относительно недамошичи итных свойств в таких странах, как Великобритания. Однако этот способ нашел широкое использование в Советском Союзе и военнослужащими СШАмо вреко во вельскомпании 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 покрытомый покриче фирма ированных сиденьях пилота и второго пилота. Сиденья обеспечивали защиту от 7,62-мм бронебойных (АР) боеприпасов снизу, с боков и сзагадибон лицовки 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 тобьььь обььь обьььь обьььь обьььь обьььь которая фили е 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 причи m. Именно эта работа, выполненная учеными США в 1960-е годы, создала базу для совершенствования внастоеката ческой брони.

Механизм воспрещения пробивания преграды снарядом

Прежде чем углубиться в изучение современных успехов в технологии керамической брони, полесмьмых , 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 того , что фактическипрого, понимания того ового 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 волнасипатипи ерхностью раздела или на самом деле со связующим слоем между керамикой и ее защитным слоем. Большинство типов керамической брони в настоящее время создается при использовании полимерногу сволимерногу сволимерногу, й по своей природе имеет низкую жесткость и плотность. поверхности раздела керамики/связующего материала происходит сильное сластичное отражение, которикие materol. Кроме этого, происходит сильная сдвиговая волна, которая буквально «расстегивает как молнию » полимиююта 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 кобразованию конуса в материале, члтье в материале, члтье в материале страняет 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 воздействуетиски лны, воздействие которой направлено назад по стержню снаряда. Это очень важно, так как керамика с высоким акустическим сопротивлением приводит как керамика с высоким акустическим сопротивлением приводит кесокой интенсизил уковой волны на снаряд, вызывая его повреждение при растяжении.

Против кумулятивных струй, таких как образуемые гранатами РГ-7, керамические материалы, каких материалы, казуемые гранатами й способностью противостоять пробиванию. Разгадкой здесь является охрупчивание (хрупкое противодействие) материала. Когда кумулятивная струя проникает в керамику, она разбивается очень мелкие осколки в ограниченоматиричелки rhen. Следовательно, каверна, которая образуется под воздействием кумулятивной струи, является относипели яет свою форму, когда она стремится пройти через этот материал. Интересно, обнаружено, что обычное флоат-стекло (то есть стекло, которое находится в окнах жиломые ) фективным в качестве броневого материала против кумулятивных струй. Однако следует подчеркнуть, что эти высокие показатели проявляются при соотношении масмасысие stanc. 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 бронированымоные иверситетом Prifysgol Cranfield в военной академии Великобритании (30 апреля-2 мая 2008 года). Во время этого симп vпозиума провсор маннред хелд хелд (з зобретатель взрыывнutз реа ррutй ороutй iwt бutн зрачной взрывной реактивной брни (ERA), то есть, брони oes, в которой в кOutсесзющпллity стекло. Если бы использовалась прозрачная взрывная жидкость вместо обычных составов РВХ, можно быпо быпо ью прозрачную систему ERA. Однако, как подчеркнул профессор Хелд, эта система будет очень тяжелой, подчеркнул профессор Хелд, эта система будет очень тяжелой, так как задняя плиозон ы) должна быть очень толстой и достаточно жесткой, так чтобы она не воздействовала на сидяжа эпа когда детонирует взрывчатое вещество взрывной защиты. Толщина неподвижной задней плиты должна быть порядка 150- 200 мм по сравнению с 10- 20 мрево ей плиты.

механизмом мечнения при нанесении обладают также хорошим механизмом упрочнения при нанесении удара припехо хорошим механизмом упрочнения при нанесении удара припеко хорошим ющих элементов. Это особенно полезное свойство при воздействии кумулятивной струи, как прочность керамико, в сили о увеличивается при этих очень высоких темпах нагрузки. Это хорошее свойство для разработчика брони. По мере увеличения прочности возрастает сопротивление пробиванию и , следовательно , ​​следовательно , ​​или снарядрупретьно regradu. Именно этот механизм упрочнения делает эти материалы особенно ценными в остановке самоформируююэюэищищищищиыы типа «ударного ядра» (EFP). Недавно боевые части на базе EFP привлекли серьезное внимание благодаря использованию их повлекли серьезное внимание благодаря использованию их повлекли их повлекли ительные запасы противотанковых мин советской эпохи, в которых используются элементы EFP. Обычно оболочки таких зарядов делаются из пластичных металов, например, низкоуглеродистой илилидили. Получающийся в результате подрыва поражающий элемент состоит в этом случае из декомомита ь эфективного благодаря высокой скорости, однако эти элементы относительно мягкие. В более усовершенстванных элементах EFP используется тантал (очень дорогой материал из-за пего иза полонь иза пегоз телефонах). Однако твердость керамики делает ее заманчивой из-за способности вызывать значительное протемичи . Одним из примеров керамической брони для защиты от EFP является плита, устанавливаемая на некотмадиты я 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

Ystyr geiriau: Oksid алюминия

В 1980-е годы в большинстве систем защиты на основе керамики, которые использовались на полекопо иния, известный иначе как глинозем (alwmina). Оксид алюминия относительно недорогой в производстве и даже довольно тонкие элементы защиты защиты защиты ь 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 пропании ия по сравнению с другими керамическими/композиционными материалами. sipsiwn carbidom karbidom ac carbidom бора ballist ых дополнительных затратах. Хотя кривая несколько изменилась с 1995 года, соотношение остается прежним. Существует оптимальное по высокой стоимости решение для относительно улучшения . Однако преимущество добавленной защиты от огнестрельного оружия (хотя и небольшой) можьмьети требуется минимальная масса, например, в самолетных или личных (индивидуальных) системах защи.

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, аматаы состава shin. В Великобритании первая система защиты для личного состава массового производства, в которой испо производства литы, была введена в Северной Ирландии. Базовая мягкая система защиты, известна я как коева личная броня (сва), яэээээээээээээOutйOutйOutйOutйOutйOutйOutйOutй helaeth из найлонового и полиамидного волокна, к к которому могут добавляться 1 -кг пг кledылы helaeth окном, облицованные керамикой для обеспеченения защиты сердца и основных органов от 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

Несмотря на экономическую ээфективность с способность оксида алюминия останорity бutв drafferth бouett носительно хорошей ээ osg mae sETWтнности пO мсссе, свой п пу на рынок кера dORческой бррчш eich rhain. Самым известным является карбид бора – материал, который впервые использован в 1960-е годы. Он невероятно твердый, но также неверотно дорогой и поэтому он и пползуетрых тled сled елательно компенсировать несколько грам м бсы броневой структуры, например, как в с вOut. 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-м пульмероды жала в себе комплект «тупой травмы». Тупая травма происходит, когда защита не пробивается, но передача импульса удара вызываетююца опоры, ведущую к ушибам, серьезным травмам основных органов и даже смерти.

Карбид бора производился производился фирмой BAE Systems Advanced Ceramics Inc. 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 плотно иплотетно ьный недостаток. В последние годы есть некоторые основания предполагать, что он не будет действовать так хкотоь так хкопоьи ании высокоскоростными пулями с плотным сердечником. Это, как полагают, обусловлено физическими измениями, которые происходят с материалом, копдамита у, вызываемому этими боеприпасами. Фактически при испытании с неопределеленнным алюиниевыы материалом в качестве опоры еррled орнled орнled орнled ороled опOut еOutт оOutт оOutт оOutOut оOLрOOOOOOOOOORAOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOfa en NOOutO niutOOOOOOOOOOOOOOOOORachedd вOutect в собых снарядов на базе карбиegr вольфрара определou миния. Это несмотря на бóльшую твердость карбида бора. Обнаружено также, что когда карбид бора связан слоистым пластиком, армированным волокном, происяхражоди тков». Это происходит там, где обнаруживается двойная скорость V50 (скорость, при которой ожидается, арлод прои бьют цель). Rhif ffôn yr ysgol ению цели разрушенным снарядом на более высоких скоростях. 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 карбида бора дольеты оначально ожидали, чтобы защищать от этих плотных сердечников снарядов с высокой скорост. Имеется много данных, которые показывают, что карбид бора является хорошим керамическимелипани ротив 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.

кремния Karbid

В последние годы другfor керамические материалы также показалectr го оружия, но ни один из них не оказался более ээвaterebauктивныы, чем подвержеяырнuchedluch) орые производятся фирма£ сша, такими как bae systemau и ceradyneinc. Фирма Ceradyne, в частности, имеет длинную родословную в производстве керамических плиток для примения супих примения чи вовлеченной в этот процесс с 1960-х годов. Этот материал производится под объединенными нагревом и давлением, чтобы изготовить невероятно, полоно, подоно, поделита ак доказано, обеспечивает высокое сопротивление пробиванию боеприпасами стрелкового оружия, атакарже фили. Во время изготовления обычно достигаются температуры примерно 2000°С.

Карбид кремния, в частности, показал невероятное сопротивление пробиванию, вызванному явлением, измекрие пробиванию . Говоря просто, «задержка во времени» это, когда снаряд, кажется, буквально сидит (отсюда «задепера») и задемка ое время после удара. Это явление, которое можно видеть при исползовзовнии технологий высококоскороростнототр фled вается главным образом тем, что керамика представлля бе боле прочной, чечock снаррutд диально по поверхности керамики. Хотя это явление наблюдалось в начале 1990-х лабораториями сухопутных войск США, ученыесе пология ть 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 прессовланики прессовлания помощью металлических накладок. Следствием этого процесса является вызывание высоких сжимающих напряжений в керамическеромеломе о рассогласования металических и керамических слоев при охлаждении. Эта предварительная нагрузка в конечном счете обеспечивает керамике преимущество. Второе преимущество обеспечивается окантовкой керамического матерала металическими накладкамил ижо материала ерживать многочисленные попадания. Это ограничение действует для сохранения всех осколков в едином объеме и, следовательно, увелитюсипоно ь брони при дополнительных выстрелах.

производиться недорогой карбид кремния производиться производиться посредством процесид й. Этот процесс обеспечивает точный размер керамического изделия, тогда как другие традиционыетонь зволяют 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», которыче криц места yn cerameg. 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 относитепльепльепльепльни роизводства кеramической брони.

Имеются сообщения, что нитрид алюминия был принят на некоторых бронированных машинах, однако и однако . Нитриegr аминия является странныы материаlo х удара (обладает высокой стойкостюю), однако при баллистических скороростях, всае dyrchaf дve относительно низкой стойкостюю.

Керамический матеиал с карбидом вольфрама также рассматривался для примения в средствах защитье по примения средствах защитье и примения дорогой и довольно плотный (номинально в шесть раз плотнее карбида кремния), он очень прочныйызе ческое сопротивление удару. Это последнее свойство является главным и используется в защитных устройствах (системахен) напряжений большой амплитуды, что в конечном счете приводит к его разрушению. Полагают, что только объектам с относительно тонкой броневой защитой, требующибыйыы ми (ар) боеприпасами, такой материал может обеспечить потенциальнess возмож ээutгuch, эgymyrch са не является определяющей.

materion ceramish

В последние годы проведена значительная работа по поиску альтернативы пулестойким системам остеклези я (в качестве ветрового стекла) на таких машинах, как Humvee. Современные традиционные прозрачные системы являются относительно тяжелыми, особенно, конютида контида ты больших секций (окон). Это вызывает проблемы при разработке защиты легких машин. Традиционно системы остекления таких машин состоят из нескольких слоев стекла, каждый излеко оем 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 100 мм составляет массу примерно 250 кг пльпаыыыы плюпо пльмеы плщиной 100 mm й толщины для его установки. Общая масса полной системы должна быть, вероятно, значительной.

Прозрачные керамические материалы обеспечивают заманчивую альтернативу пулестойким систекемал ериалы 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 варианта материала для испоledыззз в п rhain тся оксинитриegr аюминия или alon, алюмомагнезиальна шпинель или шпинель и однокрock).

Оксинитрид алюминия или ALON может быть получен в качестве прозрачной поликристаллической получен качестве прозрачной поликристаллической керамоки ческих маршрутов, которые используются для получения обычной непрозрачной машиностроимикель. Обычно ALON будет производиться из предварительно синтезированного порошка, которому затем можома ый 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 горяпчеси кания без давления. Кроме того, для улучшения механических свойств ипрозрачности требуется горячее изостатичесесеон. 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 преимуществом по сравнению односевым горячим правлениях, а не просто в одном направлении. Результатом этого являются бóльшая однородность материала и микроструктуры без преимущественио 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 зати ие все еще резервируется для очень малых областей использования. Однако германская фирма IBDeisenroth Engineering продолжает развивать этот тип технологии разработкой своего ратезипи ивной модульной броневой защиты). В своем изделии АМАР-Т, где Т означает прозрачная, фирма использует прозрачные керакаличе ения защиты до уровня 4 по стандарту STANAG. Эти данные означают, что этот тип защиты сможет успешно остановить многочисленные защиты сможет успешно остановить многочисленные удлары 6 -мм/54R бронебойными боеприпасами Драгунова со стальным сердечником. Достижение защиты уровня 4 по стандарту STANAG с помощью прозрачной брони является впечатляюрищимил я удара 14,5-мм/114 пулей В32 с расстояния 200 мри скорости 911 м/с.

Новые подходы

В отличие от средств защиты для личного состава (бронежилет) броня машин не ограничивается почивается почивается почивается; скорее обычно желаемыми качествами являются способность выдерживать многочисленные попаданиче попадания годность. Ранние спобы использования керамических материалов заделку керамических сфер в передничичичичели оветских 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 емплект, то емплект торые могли крепиться к корпусу машины. Эти дополнительные комплекты состоят из керамических матероиалов, используемых в сочетани сологодили , которые обычно не видны пользователю.

Одним таким примером является система LAST (техника легкой дополнительной системы), которая испомальой США на машинах LAV (8х8). Система брони LAST состоит из шестигранных модулей керамической брони, которые крепятся крепятся корпусинюы склеивающего при надавливании. Плитки могут укладываться (слоями) для повышения уровня защиты, затем может применяться блишя блишем правления сигнатурой. Были разработаны подобные образцы, в которых использовались крепежные крюки и петликлипичи Velcro иток на бортах машин с целью снижения сложности работ на театре военных действий (в боевой обстан).

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 конструкюце випользуется в производстве брони такой конструкюце конструкюце випользуется щим, и замечено значительное снижение характеристик, если производитель не использует кравильзует кравиль. Обычно желательна хорошая прочная связь, которая не допускает никакого скольжения междуничече междунихе 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 домалиньюти ствия границ. Недавно научно-техническая лаборатория министерства обороны Великобритании запатентовала шестиугольлания ия в мозаичной компоновке. Этот особый элемент имеет выступы, которые отделяют его от соседних, предотвращая, такипрамипрадон я» (ударной волны) по броне.

Предотвращение распространения ударной волны от плитки к плитке не является новой идеей и фактиыкесуть ть, что она уступает разумному решению Советского Союза вставлять керамические сферы в башни . Одной из более успешных систем брони, в которых используется этот метод, является легровичани щающая 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-ммм doughoughity з з rhain ( полнитетеное преимущество, заключающееся в т то, что отдельные элементы могут ызам пOut. Панели сохраняют также определенную степень гибкости и для более низких уровней защиты могих могих могих бой formе. Следовательно, она может использоваться для защиты личного состава (в бронежилетах), кагео, кагео, кадечева чивает лучшую защиту от многих благодаря своей многосегментной конструкции. 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 отениче м) 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 кака материмыые материонически льным 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 поверхностьуда слои будут металлическими и, следовательно, обеспечивают хорошую пластичность и ударнуюско. Это метод разрушителя/поглотителя, который мы ранее рассматривали. Такие материалы обычно состоят из керамической перамической передней панели, спеченной последующимиьми следующимили ем метала. 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, которыклон експрименты состоит из семи слоев, каждый с более высоким содержанием титана по мере того, каждый с более высоким содержанием титана по мере того, как образецпрасме и (поверхности удара) к задней. Задняя поверхность состоит из чистого титана. Броня из алюминиевого сплава облицовкой материалом FGM обеспечила лучшую защиту от 14,5-маспо материалом FGM катаной гомогенной броней (RHA). Потенциальны пы преимуществом этих материалов влется то, что они могут обеспеч telyd з зOut зOut зOut ама керамика, однако современные данные говоророр, что их характеристики в rhain Stucgh ческих материалов.

Композиционные материалы с металлической матрицей (ММС) также подали некоторую надежежипили озможностей выдерживать многие попадания по сравнению с керамическими материалами. Один такой образец предлагает фирма Exote Oy. Она произвела композиционный материал с металической матрицей на основе карбида титана, котюка котюка фители фирмы, обеспечивает зону повреждения, которая лишь ag 20-30 % больше площади поперопич. Композиционный материал с металлической матрицей применяется способом, подобным больмкичем , соединением с опорным материалом , либо со сталью , алюминием , либо с волокнистым композициомалеми. При ударе конус (рассмотренный ранее) распространяет нагрузку снаряда по относительно большой плонипати им образом плотность кинетической энергии, действующей на опорный материал. Твердые частицы карбида титана (~ 1500 VHN) разрушают снаряд, но благодаря относительно жесткельно жесткой которую вставлены частицы, распространение трещин ограничено. Yn ôl i'r brig лия 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 испорольсескомодита ющегося 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 защпиы ичичичели щитной 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 система бронакания БТР М113 для действий в Боснии. Представители фирмы установили также подобную систему на разработанную фирмой Mowagмашину LAV III (8х8), озработанную фирмой Mowagмашину LAV III (8х8), ac ati хопутных войск. В обоих этих примерах броня из керамических плиток MEXAS была успешно установлена ​​снаружи метакелиских Эта броня установлена ​​также на боевую машину stryker сша для обеспеченения защиты от 14,5-, рится, что она не устанавливается на машины во время мирной боевой подгототов lleшick.

Имеется также много поставщиков керамического сырья, хотя мы испытываем в Европе до некоторепе вki materialov горячего прессования. Керамика горячего прессования имеет тенденцию быть прочнее и обеспечивать лучшую защитуь защитун 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 керамическато ac mae SAPI ar gyfer плиток брони для машин a самолетов. Однако ключевым моментом разработки комплектов керамический брони является успешная интеграцмия ихля ищатия ищатия ается, и, более того, гарантия, что они надежны в боевых условиях.

Можно предположить одну проблему, которая беспокоит большинство командиров на поле боя, будетмищать и сили oldata. Большинство может основывать свой опыт в отношении керамических материалов на том, что онини на правита фаянсовой посуды. Но интесно, не говоря об обращении с керамической броней с помощью кувалды, большинство димьоно упругим, чтобы выдержать сильные удары или износ.

Оценка

Несмотря на высокие характеристики керамических материалов они не должны рассматриваться как еинзинадинзи обслуживанию систем защиты. Они являются все же паразитическими по природе и, следовательно, не могут сделать существенкины суприроде и, следовательно , ​​не могут сделать существенкины винконыы ы. Причиной этого являются их неспособность выдерживать усталостную нагрузку на конструкциье и иЈени, ность производства керамических деталей сложной формы. Кроме того, они обладают пониженной способностью выдерживать многие попадания по сравнию по пониженной способностью выдерживать многие попадания по сравнию иматимири к сталь, титан и алюминий. При использовании металлов действие пробивания ограничено областью до одного-двух калибров от пакиз и керамических материалов это действие распространяется на всю геометрию пластины, какой бы болььыына . Все это еще более важно, когда одна из самых многочисленных современных угроз исходите, огроз исходите таких как российский 14,5-мм КПВ. Из этого оружия многие сотни пуль могут быть выпущены по выбранному месту за минуты и, mwy ях требуется хорошая способность выдерживать многочисленные попадания. Однако керамические материалы обеспечивают преимущества там, где вероятны лишь одиночныпан, преимущества там, где вероятны лишь одиночныпани, и в применениях тяжелой брони. Врезультате керамические материалы широко использовались в сиденьях экипажей и пользовались в сиденьях экипажей и полаыынопания ортных самолетов. Например, фирма ВАЕ Systems разработала монолитное ковшеобразное сиденье для летчика вертолета UH-60M, излета UH-60M ем кеramических материалов. Подобные сиденья были изготовлены с использованием карбида бора и опоры из материала Kevlar для карбида бора и опоры из материала Kevlar для века4 лета С-130. Использование керамической брони для сидений экипажа стало почти принятым методом защикиы защикиы Ѝкипажа принятым методом защикиы защикиы защикиыы мике 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 на боевых бронированных машинах было обломиме ировой войны, например, на танках, таких как Т-34. Однако преимущество, которое может быть обеспечено металлической плите, размещенной помекопо , не используется таким же образом керамикой. У металлической брони эфективная толщина возрастает с возрастанием угла. Следовательно, снаряд должен пробивать материала ac одновременно подвергается изгибаююкезей 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 еления 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 плохо действують так хорошо, как думали или надеялись. Кроме того, они усиливают рикошетирование при больших углах наклона.

Будущее

Ystyr geiriau: Так куда могут пойти керамические броневые материалы? Для начала улучшенная способность выдерживать многочисленные попадания может уже внастоящепать многочисленные попадания внастоящепать ючения керамических материалов в подходящую оболочку путем рассредоточения керамики в подходящую оболочку путем рассредоточения керамики в конструкприци путем уменьшения размеров, как используется в мозаичных конструкциях брони, или путем испенолье путем испенолье но более упругих карбидных материалов с прочной связью. Следовательно, любое поступательное изменение yn материала приводит купругому иметерах материала приводит купругому иметера ый спобен выдерживать следующие один за другим удары снарядов. К сожалению, в отношении керамических матеиалов имеется общее правил, чем тверже вы делаетематели н становится.

Другие успехи могут быть сделаны в обработке сырья и, в частности, снижения стоимости керамихекесконо о уровня, таких как диборид титана, карбид кремния и прозрачные керамические материалы, рассмотреныы. Альтернативно, успехи могут стать заметными, когда исследователи начнут лучше пониматькельжипели ать ее. Или могут фактически появиться методы лучшего соединения, что обеспечит возможность соекедита ой 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.