УСПЕХИ В ОБЛАСТИ ЌЕРАМИЧЕСКОЙ БРОНИ Пол Џ. ჰეიზელ

В настоящее время существует непрерывно возрастающая საჭიროсть в более легких и меньших по габаритам боевых бронированных системах. Ожидается, что боевые бронированные машини будут легче и უფრო ნაკლები gabaritam ეს არის ის, რაც საშუალებას გაძლევთ შეაფასოთ კერამიკა. Это полезное Свойство може да быть использовано для брони, в которой снаряд (пуля) ან კუმულятивная струя прилагают сжимающую нагрузку на материјали.

Западные вооруженны силы увеличивают свое присутствие за рицей, где грания угроза представлена ​​значительным распространением тяжелых пулеметов (НMG) ან სროლის შედეგად. „Или“ ким уровнем броневой защиты от огнестрельного оружия (обычно од 7,62 -мм оружия). В связи с таким положением возникает требование к Производству брони, обеспечивающей лучшую защиту პერსონალურად შედგენილი ერთად მინიმუმა ее полной массы.

Хорошая защита в сочетании со малой массой играет важную роль в општественной защить პერსონალური შემადგენლობით, რომელნიც იციან ლюбой солдат, ведущий боевые действия ირაკეში ან აფგანაში. Взять, მაგალითად, личный бронежилет (IBA) сухопутных войск USA. Первоначальная его концепция состояла од верхнего тактического жилета (OTV) და ყველა ატარებს კერამიკული ინსტრუმენტს, სპეреди და სცადი საщищающих солдата от поражения стрелковым оружием (SA). Однако из-за серии смертельных случаев в Ираке и Афганистане в IBA был შეტანილი ряд дополнений. Самым значительным из них была боковая защита от огнестрельного оружия (ESBI), осуществленная улучшенными боковыми вставками, а также расширенная защита сополнительными приспособления. „Для этой цели“ были გამოიყენებოდა პლასტმასის SAPI და ESBI, რომელიც ცდილობდა სიამოვნებით სარგებლობს ვინტოვოჩნых პულь со высокой начальной скоростью. Этот уровень улучшенной, но легкой защиты был достигнут только при использовании керамических материјали.

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

на авиационной базе Wright-Patterson, шт. ოგაიო. Этот бронежилет включает новую форму керамических пластин, которые могут выдержать повеќе

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 посудой, которую они используют дома, ან кафелем, используемым на стенах ванной комнаты. Керамические материјали использовались в домашних условиях тысячелетиями, однако эти материјали стали началом керамических материјалов, которые применяются в настоящее время в боевых бронированных.

სიტყვა «კერამიკა» აღნიშნავს «обожженные вещи» და ფაქტობრივად თანამედროვე კერამიკული მაшиностроительная керамика, podobno your dyynikam on baze glinы, სვამს თავის პროდუქტებს. Однако главной разницей между керамикой, которую мы выбираем для использования в качестве брони, и керамикой, которую мы находим дома, является прочность. Современные броневые керамики являются очень прочными მატერიალები და რეალურად при сжатии они може быть значительно прочнее, чем ყველაზე имеющиеся очень прочные სტაли (სმ. ცხრილი 1). Это полезное Свойство используется для брони, в которой снаряд или кумулятивная струя прилагают сжимающую нагрузку на материјали. კერამიკი, რა თქმა უნდა, დასახელებულია «Ахиллесову пяту». Они слабы на растяжение и, следовательно, они способны выдерживать только очень маленькие количества деформации (удлинение до разрушения), како показывает Таблица 1 тся локализованным силам растяжения, являются источником катастрофического разрушения. Это тип разрушения, со которым мы знакомы очень хорошо при падении обеденной тарелки на пол кухни. Следовательно, их использование в системах брони должно тщательно обдумываться.

ტაბлица 1 – არაკოტორыe svoyства броневых керамик по сравнению с катаной гомогенной броней (RHA)

Керамики в броневом примененииют в значительной работни степени како элементы устройства разрыва в конструкции многослойной брони. Целью этих материјалов в конструкции многослойной брони является разрыв на осколки подлетающего снаряда ან быстрое ослабление его. სხვა სიტყვები, кинетическая энергия снаряда рассеивается броневым материјал разбивая снаряд на осколки и перенацеливая энергию получающихся в результате осколков в сторону от ინსტრუქციები. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ .

Рисунок 4 – Механизм поражения пробиванием плиты

композитной/гибридной брони.

Большинство систем брони оптимизировано для «разрыва» და «поглощения» кинетической энергии подлетающего средства угрозы. Так, возьмем 7,62-мм/39 пулю АК-47. მაგალითი 6 мм подходящей керамики, связанной со полиамидной тыловой стороной, такой како კევლარი, было бы достаточно, чтобы вызвать значительное разрушение сердечника пули. Разбивание сердечника связано также со радиальной дисперсией. То есть, осколки сердечника приводятся в движение перпендикулярно, когда снаряд пытается пробить систему. Это уменьшает плотность кинетической энергии снаряда (кинетическая энергия, распределена на площадь поперечного сечения снаряда) და, следовательно, მცირდება პრობივნული უნარი.

Начало первого исследования в типов брони, облицованной керамикой, може да быть отнесено к периоду как разной после первой войны, когда во 1918 год и, нанесенной на подвергающуюся удару сторону стальной цели, увеличивало ее защитные можности. Несмотря на это раннее открытие, применение керамических материјалов является относительно недавним способом повышения защитных свойств в таких ქვეყანა, როგორც დიდი ბრიტანეთი. Однако этот способ нашел широкое использование в Советском Союзе и военнослужащими США время вьетнамской войны. Здесь использование керамических материјалов вызвано попыткой уменьшить потери летчиков вертолетов. მაგალითად, 1965 წლის ვერსიით UH-1 HUEY, როგორც კომპლექსი, როგორც კომპლექსი, ასევე HFC. Сиденья обеспечивали защиту од 7,62-მმ ბრონებოინები (AR) Карбид бора является одной из самых легких керамик, которые могут использоваться в броне (и по хорошей причине). მაგალითად, 30 % დან მასიური სტალი მას შემდეგ, რაც იყო ძალიან დიდი და იმ დროს, რაც უფრო მეტია, ვიდრე მეექვსე მეტი ცალმხრივი კატანოი გომოგენური ბრონევო სტალი (სმ. ტაბლ. 1).

Рисунок 5 – ვერსიის ტიპური მაგალითი

керамической брони. სათაური: сиденья вертолетов TIGER (ფირმა BAE Systems Advanced Ceramics Inc.), AH-64 APACHE, в котором используется

карбид бора жесткого прессования (фирмы Simula Inc.)

და MH-60 BLACKHAWK (ფირმა Ceradyne Inc.).

კონფლიქტი, რა თქმა უნდა, ვცდილობთ შევადგინოთ ახალი იდეა, რომელიც არ არის საჭირო იმისათვის, რომ დაამტკიცოს ეს ვერსიები. Именно эта работа, выполненная учеными USA 1960-e годы, შექმნა ბაзу для совершенствования в настоящее время характеристик керамической брони.

Механизм воспрещения пробивания преграды снарядом

Прежде чем углубиться в изучение современных წარმატებაов керамической брони, полезно рассмотреть механизмы, за счет которых система на базе керамики способна разрушать снаряды. Ранняя работа М. Л. Уилкинза и его коллег из лабораторий США создала основу для понимания того, что фактически происходит, когда пуля стрелкового оружия ნანოსიტ დარტყმა იმ მიზნის მისაღწევად, რაც შეეხება კერამიჩებს.

მომენტში დარტყმა ультразвуковые волны нагрузки распространяются в керамику и вдоль сердечника пули. Волны в обоих этих материјалах рушаются, для керамики это становится проблемой, когда волна сталкивается с периферийной поверхностью раздела или на самом деле со связующим е слоем меду и керамико. „Большинство типов керамической брони в настоящее время создается при использовании полимерного связующего материјала, который по своей природе имеет низкую жесткость и плотность. На поверхности раздела керамики/связующего материјала происходит сильное эластичное отражение, которое разбивает керамический материјал. Кроме этого, происходит сильная сдвиговая волна, которая буквально «расстегивает как молнию» პოლიмерный связующий მატერიალი და, следовательно, отсоединяет керамическую плитку от ее опоры. Однако в это время материјал под средством пробивания сжимается; конические трещины исходят од места удара и это они ведут к образованию конуса в материјале, что в большинстве случаев, распространяет нагрузку от пули по более широкой площади поверхрисности (см.).

Рисунок 6 – მოდელი ANSYS AUTODYN-2D, ცხადყოფს განათლებას

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

Голубые области показывают неупругую деформацию; შეგიძლიათ ნახოთ,

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 сопротивление пробиванию. Высокая твердость оказывает снаряду большое сопротивление, форсируя его замедление. Дополнительные преимущества достигаются высокой жесткостью этих материјалов. Машиностроительная керамика обычно в два раза жестче стали; жесткость увеличиваетсвойство, называемое акустическим сопротивлением, колторое воздејствует на интенсивность сверхзвуковой волны, воздействие которой направлено назад стержню снаряда. ეს არ არის მნიშვნელოვანი, როგორც კერამიკა, ასევე, როგორც კერამიკა, ისე, რომ ეს არის მნიშვნელოვანი.

მშვენიერი კუმულაციური სტრიქონი, ისეთი, როგორიც არის ფორმალური გრანტები РПГ-7, კერამიკული მასალები, მტკიცებულებები, ავრცელებენ მაგიურ უნარს, აძლევენ უნარს. Разгадкой здесь является охрупчивание (хрупкое противодействие) материјала. Когда кумулятивная струя проникает в керамику, она разбивается на очень мелкие осколки в ограниченном для материјала проникающей струи районе. Следовательно, каверна, которая образуется под воздействием кумулятивной струи, является относительно бесформенной и струя теряетсвою форму, когда она стремится пройти через ეს მასალა. Интересно, обнаружено, что обычное флоат-стекло (то есть стекло, которое находится в окнах жилых домов) также является эффективным в качестве броневого материјалила против кумулятивных. Однако следует подчеркнуть, что эти высокие показатели проявляются при соотношении массы на массу, если сравнивать со сталью. Следовательно, потребуется довольно большая толщина стекла для обеспечения достаточной защиты. Оконное стекло толщиной 3 мм не устоит против струи гранаты РПГ-7!!

Однако интересная концепция была предложена на 13-om ევროპეისკოპის სიმპოზიუმზე დიდი ბრონირებული მანქანა (AFV), სწავლება უნივერსიტეტის Cranfield უნივერსიტეტი ბრიტანულ აკადემიაში (30 აგვისტო-208 წელი). Во время этого симпозиума профессор Манфред Хелд (изобретатель взрывной реактивной брони) ьзуется стекло. თუ თქვენ უნდა გამოიყენოთ РВХ, შეგიძლიათ აწარმოოთ პოლონურ სისტემაში ERA. Однако, како подчеркнул профессор Хелд, эта система будет очень тяжелой, так како задняя плиты (основной броневой защиты) არ უნდა იყოს очень толстой и доставая членкай защитак экипажа, когда детонирует взрывчатое вещество взрывной защиты. Толщина неподвижной задней плиты должна быть порядка 150- 200 мм по сравнению с 10- 20 мм передней противодействующей плиты.

Керамические материјали обладают также хорошим механизмом упрочнения при нанесении удара при более высоких скоростях поражающих элементов. ეს არ არის სასარგებლო, როგორც კულტურული სტრიქონი, როგორიც არის კერამიკის ხარისხი, ამ მხრივ, რაც ნიშნავს, რომ ეს ნიშნავს, რომ ეს არ არის მნიშვნელოვანი. Это хорошее свойство для разработчика брони. Помере увеличения прочности возрастает сопротивление пробиванию и, следовательно, струе или снаряду все труднее пробивать такую ​​преграду. ყველა მექანიზმი მუშაობს ამ ტექნიკის ცალსახა ცენნიმში, რომელიც შეიცავს ინფორმაციას "უდარნო იადრა" (EFP). EFP არაფრის მთქმელი საყურადღებოა! Обычно оболочки таких зарядов делаются из пластичных металлов, მაგალითად, низкоуглеродистой стали ან меди. შედეგში შემავალი ელემენტი, რომელიც შედგება ამ ელემენტების დეფორმირებულ კუსკის ლითონისგან, რაც ყველაზე ეფექტურია, ძალიან მალე, ერთი შეხედვით ამ ელემენტის ცალსახად. В более усовершенствованных элементах EFP используется тантал (очень дорогой материјал из-за его использования в мобильных телефонах). „Однако твердость керамики“ მოქმედებს ცალსახად გამაფრთხილებელი შესაძლებლობების გამო. Одним примерок керамической брони от ЕФП является плиты, устанавливаемя на некоторых машини под днищем для защиты от мин.

Рисунок 7 – Компоненты керамической брони фирмы Coors-Tek

для применения в броне машин.

Рисунок 8 – Mashina BULL კლასი MRAP II, განვითარებული ფირმა Oshkosh

და Ceradyne, отличается большим использованием керамической брони для

отсечения защиты от зарядов типа «ударное ядро».

Керамические материјали для применений на поле боя

Оксид алюминия

In 1980-е годы в большинстве систем защиты на основе керамики, которые использовались на поле боя, გამოიყენებაлялся оксид алюминия, известный иначе как глинозем (ალუმინა). Оксид алюминия относительно недорогой в პროდუქცია და თარიღდება თოკიე элементы защиты на его базе могли остановить пули стрелково оружия, выстреливаемые со высокой скоростью. Как отметил 1995 წელს С. ჯ. Роберсон из фирмы Advanced DefenceMaterials Ltd, სახელწოდებით კულტურული სტრუქტურული სისტემა, რომელიც იყენებს ოქსიდის ალუმინის გამოყენებას სხვა კერამიკული მასალების/კომპოზიციების მიხედვით. А при использовании систем со карбидом кремния и карбидом бора дополнительная баллистическая характеристика мала при значительных дополнительных затратах. Хотя кривая несколько изменилась со 1995 година, соотношение остается прежним. სუществует оптимальное по высокой стоимости გადაწყვეტილება относительно небольшого улучшения баллистической характеристики. Однако преимущество добавленной защиты от огненого оружия (хотя и небольшой) შეიძლება შეაფერხოს, если требуется მინიმალური масса, მაგალითად, в самолетных или личных (индивидуи) სისტემა.

Рисунок 9 – განსხვავებულ ხარისხს,

7,62-მმ ბრონებოინური პულსი

по сравнению с их относительной стоимостью.

Оксид алюминия широко используется в системах индивидуальной защиты личного состава, а также в системах защиты машин. В Великобритании первая система защиты для личного ქმნიან მასობრივ პროდუქტებს, в которой использовались Керамические плиты, была введена დასავლეთ ირლანდიაში. Базовая мягкая система защиты, известная как боевая личная броня (СВА), является составной и единечно од основните элементи из найлонового и полиамидного волокна, к которому могут много много позиции 1- , облицованные керамикой для обеспечения 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 карман для вставки керамической плиты.

Рисунок 11 – Процесс задержки сердечника пули АРМ2 из

закаленной стали плиткой оксида алюминия на стальном основании.

კარბიდ ბორა

არაეფექტურობა და უნარი ოქსიდული ალუმინისა დაამყაროს ძლიერება სროლის იარაღი მასობრივად ძლიერი ეფექტურობის გამო, ძლიერი მოქმედების უნარი კერამიკული სხვა კერამიკული ჯიშის. Самым известным является карбид бора – მასალა, который впервые использован в 1960-е годы. Он невероятно твердый, но также невероятно дорогой и поэтому он используется только в самых экстремальных условиях, в которых желательно компенсировать несколько грамм в массы, канцеларых 22 OSPREY. Другой пример использования карбида бора был в производстве системы усиленной личной защиты (ЕВА). Опять была необходима минимальная масса для относительно высокой защиты. Она была введена британски ми сухопутными войсками для обеспечения защиты од 12,7-მმ პოპულარობით სტაльным сердечником и содержала во себе კომპლექს "ტუპოი ტრავმა". Тупая травма происходит, когда защита не пробивается, но გარდატეხა იმპულსური დარტყმა აძლიერებს დიდ დეფორმაციას სიტყვებში, აცნობებს შიბამს, სერიოზულ ტრავმას არ ცნობს სხვა ორგანოებს.

Карбид бора производился фирмой BAE Systems Advanced Ceramics Inc. (ოფიციალური Cercom) და ინტეგრირებულია ინსტრუქციით, დაცულია стрелково оружия (SAPI), სისტემაში პერსონალური დაცვის სისტემა (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 Џоржия, позволяет создавать сложные

изогнутые формы для использования в касках и других элементах

პირადი დაცვა. На снимке показана опытная каска малого масштаба.

Карбид бора является материјал высокими характеристиками. „Однако кроме невероятной твердости“, რომელიც ავრცელებს ამ მატერიალურს, და არ არის ცალსახად დაბალი, თუ ის არ არის განპირობებული. ბოლო წლების განმავლობაში არის არაკოტორული დაფუძნებული შეთავაზება, რაც არ არის მიზნად ისახავს მიზნად ისახავს მიზნად ისახავს მიზნების მიღწევას. ეს არის ის, რაც შეიცავს სხეულს, გარდაცვლილ სხეულს, მატერიალურ ნაწილს, რაც აძლიერებს ძლიერ დარტყმას, ძლიერდება. ფაქტობრივად, არ არის გამოყოფილი, ალუმინის მატერიალური ხარისხით დაფუძნებული, რაც განსაზღვრავს ქარბიდა вольфрама-ს. Это несмотря на большую твердость карбида бора. Обнаружено также, что когда карбид бора связан с слоистым пластиком, армированным волокном, происходит явление «разрушения промежутков». Это происходит там, где обнаруживается двойная скорость V50 (скорость, при которой ожидается, что 50 % снарядов полностью пробьют цель). Раскрытия (действия) двойной скорости V50 обычно объясняются переходом от пробивания Однако работа научно-иследовательской лаборатории сухопутных войск США показала, что воздействие при большей скорости V50 на პოზიციებზე მატერიალზე, მრავლობითი კარბიდომ ბორა, პროисходит в свмяния осеменые. „Тем не скорое, вывод из этих результатов означает, что толщина плиты из карбида бора должна быть უფრო მეტი, чем первоначально ожидали, чтобы защищать от эснатих плотных плотных. Имеется много данных, которые показывают, что карбид бора является хорошим керамическим материјал для использования против стальных бронебойных снарядов.

Рисунок 13 – Рентгеновский снимок, показывающий временные данные

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

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

Карбид кремния

Во последниве креми другие керамические материјали также показали значительную перспективу в огоспечения защиты от огнестрельного оружие, но ни один из них не оказался более эффективным, чем двигательный карамичные, ამერიკის შეერთებული შტატების ფირმა, BAE Systems და CeradyneInc. Фирма Ceradyne, в частности, имеет длинную родословную в производстве керамических плиток для применения с целью защиты, будучи вовлеченной в этот процесс со 1960-х год. Этот материјални პროდუქცია под объединенными нагревом и давлением, чтобы изготовить невероятно прочное изделие, которое, как доказано, обеспечивает высокое сопротивление пробиванию боеприпасами оружиеAP,SDF სროლა. Во время изготовления обычно достигаются температуры მაგალითად 2000°С.

Карбид кремния, в частности, показал невероятное сопротивление пробиванию, вызванному явлением, известным како задержка во დროни. Говоря просто, «задержка во времени» это, когда снаряд, кажется, буквально сидит (отсюда «задержка») на поверхности керамики некоторое время после удара. Это явление, которое може да се види при использовании технологий высокоскоростной фотографии и вспышке рентгеновского луча, вызывается главным образом тем, что керамика представля начин, снадьно, прочно, ет течь радиально по поверхности керамики. Хотя это явление наблюдалось в рано 1990-х лабораториями сухопутных војск США, ученые все еще пытаются разъяснить механизм, которым оно поддерживается в керамике. Однако известно, что «длительное» იცავს საკვანძო სიტყვას. Одним способом, რომელიც შეიძლება დაადასტუროს, გამოიყენოს ტიპაჟი, რომელიც შეიძლება გამოიყენოს კერამიკის დახმარებით. Следствием этого процесса является вызывание высоких сжимающих напряжений в керамическом материјалиле посредством теплового рассогласования металлических и керамических слоев при охлаждении. Эта предварительная нагрузка в конечном счете обеспечивает керамике преимущество. Второе преимущество обеспечивается окантовкой керамического материјалила металическими накладками и увеличением возможности выдерживать многочисленные попадания. ეს არის შეზღუდვის უნარი, რომ შევინარჩუნოთ ყველა ცნობიერება ერთეულში და, უფრო მეტიც, აძლიერებს ზოგად უნარს სრულ სროლაში.

Относительно недорогой карбид кремния შეიძლება პროდუქცია также посредством процесса, известного как соединение реакцией. Этот процесс обеспечивает точный размер керамического изделия, тогда, како სხვა ტრადიციული მეთოდით დამუშავებული, ეს არ არის გამორიცხული. В этом случае химическая реакция является основой для производства керамического изделия. Reaction with unityaet исходные материјалы керамики, используемые для განსაზღვრული ხედვის ბრონი при ниской угрозе. Однако часто в структуре керамики откладываются побочные პროდუქტების ფორმულაში «პუდლინგვის კრიც», რომელიც შეიძლება აყალიბებს სუსტი ადგილების კერამიკას. Для карбида кремния, полученного соединительной реакцией они принимают вид кремния - относительно мягкого материјала.

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 (карбид кремния) фирмы CeramTec-ETEC. ეს მანქანა

находится на вооружении германских сухопутных войск.

სხვა კომპოზიციები

სხვა керамические материјали, მაგალითად, нитрид кремния и нитрид алюминия показали относительно малую перспективу в деле Производства керамической брони.

Имеются сообщения, что нитрид алюминия был принят на некоторых бронированных машинах, однако их немного. Нитрид алюминия является странным материјал, эта странность заключается в том, что он работатает лучше при увеличенных скоростях удара, ладает относительно низкой стойкостью.

Керамический материјал со карбидом вольфрама также рассматривался для применения в средствах защиты и, ское сопротивление удару. Это последнее Свойство является главным и используется в защитных устройствах (системах) для возбуждения в стержне пули напряжений большой амплитуды, что рушя, что вытим счете. Полагают, что только объектам со относительно тонкой броневой защитой, требующим обеспечения стойкости от стрела бронебойными (АР) боеприпасами, когда масса не является определяющей.

Прозрачные керамические материјали

ბოლო წლების განმავლობაში შესრულებულია მნიშვნელობის სამუშაოები, როგორც ალტერნატიული პულესტოიკიმ სისტემების остекления, которые используются (качестве ветрового стекла) таких машини, როგორც Humvee. Современные традиционные прозрачные системы являются относительно тяжелыми, особенно, когда они требются для защиты больших секций (окон). Это вызывает проблемы при разработке защиты легких машин. Традиционно системы остекления таких машин состоят из нескольких слоев стекла, каждый из которых отделен полимерным слоем и удерживается поликарбонатным слоем. ეს ტიპის სისტემა შეიძლება 230 კგ/მ-მდე²при толщине 100 мм для обеспечения защиты уровня 3 სტანდარტულად STANAG დონე 3 (7,62-მმ პულსიდან). Toyota LandCruiser და Toyota LandCruiser 100 მმ, რომელიც შეიცავს 250 კგ-ს პლიუს სტალინურ მანქანას. Общая масса полной системы должна быть, вероятно, значительной.

Прозрачные керамические материјалы обеспечивают заманчивую алтернативу пулестойким системам остекления, так как эти материјалы имеют присущую им твердость, кторая гораздо повеќе твердости оконтрола. Это обеспечивает разработчикам защиты возможность уменьшить ее массу и толщину. В настоящее время существуют три жизнеспособных варијанта материјали для использования в прозрачных элементах защиты, ими являются оксинитрид алюминия или ALON одстанильнельнельнельмогне ский оксид алюминия (сапфир).

оксинитрид алюминия или ALON შეიძლება быть получен в качестве прозрачной поликристаллической керамики путем обработки технологических маршрутов, которые используются для получения обычной машиной непрозрачной. საერთო ALON ყიდულობს პროდუქციას შემოთავაზებული სინთეზირების პოროშკა, რომელიც შეიძლება გამოქვეყნდეს ფორმაში და კოტორულ პროდუქტში შეიძლება შერჩეული ატმოსფეროში.

Рисунок 16 – Этот испытательный кусок прозрачной брони,

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

Шпинель може да быть поучена путем уплотнения коммерчески доступного порошка либо путем горячего прессования, либо путем спекания без давления. Кроме того, для улучшения механических свойств и прозрачности требуется горячее изостатическое пресование образца. Этот процесс включает одновременное применение к образцу равномерного давления газа и нагрева. Основниным преимуществом по сравнению со одноосевым горячим прессованием является то, что давление применяется одинаково всех правлениях, а не просто в одном праволениях. Результатом этого являются бóльшая однородность материјала и микроструктуры без преимущественной ორიენტაციები, რაც არ იწვევს პათოლოგიას.

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

в 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 материјала являются дорогостоящими в პროდუქტებში, ანუ ეს ნიშნავს, что их использование все еще резервируется для очень малых ოლქის გამოყენება. გერმანული ფირმა IBDeisenroth Engineering აგრძელებს განვითარებას ამ ტიპის ტექნოლოგიების განვითარებით. თავის მხრივ, АМАР-Т, სადაც Т означает прозрачная, ფირმა გამოიყენებს კერამიკულ მასალას 4-დან STANAG-მდე. ეს ნიშნავს, რომ ეს ტიპი შეიძლება წარმატებით დაასრულოს მრავალრიცხოვანი დარტყმა 7,62-მმ/54R ბრონებოინები ბოეპრიპასამისი Драгунова со стальнымым. Достижение защиты уровня 4 по стандарту STANAG s pomoщью прозрачной брони является впечатляющим при наличии угрозы нанесения удара 14,5-мм/114 пулей В32 со расстояния 11 დაახლოებით 20.

Новые подходы

В отличие от средств защиты для личного состава (бронежилет) броня машин не ограничивается потребастью в гибкости; მოკლედ ჟელაемыми კატეგორიის უნარები შენარჩუნდეს მრავალმხრივი პოპულარობით და შეეცადოს რემონტირებას. Ранние способы использования керамических материјалов включали заделку керамических сфер в средню часть отливок башен советских основных боевых танков для обеспечения отклонения и эрозии бронебойно. ეს გაგრძელდება ინტეგრაციით T-72 და T-80 ტანკებით. Однако большинство керамических систем изготавливалось как дополнительный комплект, то есть, система элементов брони, которые мой крепиться к корпусу машины. Эти дополнительные комплекты состоят из керамических материјалов, используемых в сочетании со слоями других материјалов, колкые обычно не видны пользователю.

Одним таким примером является система LAST (ტექნიკური ლეგიტიმური სრული სისტემა), კოტორაია გამოიყენოს морской пехотой SSHA მანქანაში LAV (8х8). Systema broni LAST შედგება ექვსგრამიანი მოდულის კერამიკის ბრონი, რომელიც კრეფსია к корпусу машины с помощью клея, склеивающего при надавливании. პლიტიკები შეიძლება შეასრულონ (слоями) для повышения уровня защиты, ვერ შეძლეს შეცვალონ ბალлистическая обшивка для управления сигнатурой. Были разработаны подобные образцы, в которых использовались крепежные крюки и петли Velcro для установки керамических плиток на бортах машина со целью снижения сложности на театре бовней обеновый обезных (дета) .

1990-ე წელთაღრიცხვა 1990-ე წელთაღრიცხვით კრეპლენიის მეთოდით BROMOR-C-ის სამეფო Ordnance-ით (ტეპერь это часть группы BAE Systems). Эта броня состояла из слоев керамики из оксида алюминия, приклеенных к GFRP(стеклопластиковой)/алюминиевой конструкции. Обнаружено, что этот тип соединения, который используется в Производстве брони такой конструкции, является вполне решающим, и мечено значительное снижение характеристик, если მწარმოებელი არ არის გამოყენებული. Обычно желательна хорошая прочная связь, которая не допускает никакого скольжения между задней поверхностью керамики и конструктивным элементом, со которым она соединена. Хотя какая-то работа, направленная на совершенствование качеств клея и производилась, она имела относительно малый წარმატება. სხვაობა შეიძლება იყოს быть достигнуты путем тщательного выбора геометрии плитки. მაგალითად, ექვსკუთხედი პლიტი უდოლეტურიაიუთ საჭიროებისამებრ (სმ. სისტემა LAST), ასე რომ, როგორც ეს არის მინიმუმ, რომელიც ანადგურებს მიზნებს. Недавно научно-техническая лаборатория министерства обороны Великобритании запатентовала шестиугольный элемент для использования в мозаинский компоновке. Этот особый элемент имеет выступы, отделяют его от მეზობელნი, предотвращая, таким образом распространение «повреждения» (ударной волны) по броне.

Предотвращение распространения ударной волны от плитки к плитке не является новой идеей и фактички некоторые будут утверждать, что она што уступает разумному решению Советско Союза вставля баферые керами. Одной из более успешных систем брони, в которых используется этот метод, является легкая усовершенствованная броня, защищающая от поражения огнестрельным оружием (LIBA), შპს სროლა. Эта броня შედგებაт из многочисленных керамических элементов, которые вставляются в резиновю матрицу. Эта броня може да პროდუქცია так, что она што оеспечива защиту от 14,5-мм бронебойно-зажигательных (API) боеприпасов, и имеет дополнительное преимущество, заключающимьыть выть менены после их повреждения. პანელის შენარჩუნებისას განსაზღვრული პუნქტი გიბკოსტი და სხვა უფრო დაბალია, რაც შეიძლება შედგებოდეს სიყვარულის ფორმაში. Следовательно, она може да се использоваться для защиты личного состава (in bronegiletah), სადაც, როგორც utverzhdayut, Ее использование распространяется также на легкие бронированные машины. ის იყენებს მანქანას Stryker-ს, შ.ს.

Рисунок 19 – Крупный план модуля брони LIBA (легкой усовершенствованной брони, защищающей от поражения огнестрельным оружием) израильской

фирмы Mofet Etzion, показаны открытые шарики керамической брони.

Рисунок 20 – Результаты испытания стрельбой плиты LIBA

უყურადღებოდ დემონსტრირებულ მატერიალურ მასალას

многочисленные попадания.

სხვა ახალი მეთოდი შეასრულოს ამ მეთოდის გამოყენება, რაც გამოიხატება როგორც მასალისგან, ასევე ფუნქციონალური ფუნქციონირების (FGM). 1960-იანი წლების პირველი წელი და ბოლო წლების განმავლობაში. FGM является единой структурой, которая максимизирует преимущества керамики тем, что поверхность удара будет твердой, а უკანние слои будут металлическими и, следовательно, внимателенный плажам. Это метод разрушителя/поглотителя, который мы ранее рассматривали. Такие материјали обычно состоят из керамической передней პანელები, спеченной со последующими слоями со бóльшим содержанием металла. Металлокерамические разрушающие слои могут так же использоваться в качестве наружных (передних). Эти материјали являются смесью керамики и металла при значительной части керамики. მაგალითად, лаборатории сухопутных войск США овели эксперименты со моноборидом титана, который уплотнен како металокерамика и შედგება од ნახევრად слоеви, каждый со более высоким содержанием титана по мере того, кактерый уплотненым табла ) к задней. Задняя поверхность составт из чистого титана. Bronya из алюминиевого сплава со облицовкой материјал FGM-ს შეუძლია 14,5-მმ სკანერადა В32 по сравнению со катаной гомогенной броней (RHA). Потенциальным преимуществом этих материјалов является то, что они могут обеспечивать лучшую защиту от многих попаданий, чем сама керамика, однако современые говори е, хармонично говори более обычных броневых керамических материјалов.

კომპოზიციები ლითონის მატრიცის (ММС) также подали некоторую надежду в обеспечении увеличения возможности выдерживать многие попадания по сравнению со керамическими материјали. Один такой образец სთავაზობს კომპანია Exote Oy. Она произвела композиционный материјал со металической матрицей на основе карбида титана, который, како заявляют понудителни фирмы, обеспечивает зону повреждения, которая лишь на 20-30 % უფრო ხშირად. Композиционный материјал с металлической матрицей применяется способом, подобным большинству керамических материјали, соединением со опорным материјали, либо со сталью,юминием, либо с волокнистым композиции. При ударе конус (рассмотренный ранее) распространяет нагрузку снаряда по относительно большой площади поверхности, снижая таким образом плотность кической энергии, действующей материјал на опорн. Твердые частицы карбида титана (~ 1500 VHN) არღვევს სარრიადს, მაგრამ благодаря относительно жесткой металлической матрице, в которую вставлены частицы, распространение трещин შეზღუდულიо. მწარმოებლები 7,62-მმ – 51 მმ პოპულარობა WC-Co შეიძლება იყოს გამოყოფილი 52 კგ/მ.², которая создана композиционным опорным материјал со волокном из ароматического полиамида. Эти композиционные материјали со металлической матрицей може производиться при использовании процесса самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (SHS).

Рисунок 21 – Броня Exote фирмы Exote Oy разбивает пробивающий

снаряд и исключает поражение. Удар дробится и распределяется

по большей конусообразной поверхности, которая эффективно

поглощает энергию снаряда.

Коммерческие варианты

В эти дни существует много вариантов керамических плиток для приобретения систем личной защиты и полных 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 система брони), устанавливаемая на канадские БТР М113 для действий в Боснии. წარუდგინა фирмы установили также подобную систему на разработанную фирмой Mowagmashinu LAV III (8х8), опять же для канадских сухопутных войск. В обоих этих примерах броня из керамических плиток MEXAS была წარმატებით установлена ​​снаружи металлических корпусов машин. Эта броня установлена ​​также на боевую машину Stryker США для обеспечения защиты от 14,5-мм бронебойных пуль, хотя в собщениях говорится, ляет к массе машины 3 т.

Imeetsya также много поставщиков керамического сырья, хотя мы испытываем в Европе до некоторой степени შეზღუდულიные поставки материјали горячего резсования. Керамика горячего прессования имеет тенденцию быть прочнее и успечивать лучшую защиту от огненого оружие и, следовательно, эти типы керамики заманчивы для создания брони. Однако спеценные керамические материјали, такие как Sintox FA фирмы Morgan Martoc სახელწოდებით длинную родословную в создании брони. Фирми МОН-9, ЕТЕС, ВАЕ Systems, Ceradyne და CoorsTek, რომლებიც აწარმოებენ მრავალ კერამიკულ მასალას, რომლებიც დაკავშირებულია სხვადასხვა ტიპის SAPI-მდე, ვიდრე ბრონები მანქანებისთვის და მხოლოდ რამდენიმესთვის. Однако ключевым моментом разработки комплектов керамический брони является წარმატებულია ინტეგრაცია და სისტემაში, კოторая защищается, и, более того, გარანტია, что они იმედიны в боевых условиях.

„Можно предположить одну проблему, которая беспокоит большинство командиров на поле боя, будет ли эта система защищать солдата. Большинство може основывать свой опыт в отношении керамических материјалов на том, что они видели на кухне при разбивания фаянсовой посуды. Но интересно, не говоря обращении со керамической броней со помош кувалды, сильшинство систем должно бить достаточно упругим, чтобы შენარჩუნდება ძლიერი დარტყმა ან თანხა.

ოცენკა

Несмотря на высокие характеристики керамических материјалов они не должны рассматриваться как единственный Magazin Magazinov по службению систем защиты. Они являются все же паразитическими по природе и, следовательно, არ შეიძლება შესრულდეს სუщественный вклад в конструкцию машины. Причиной этого являются их неспособность выдерживать усталостную нагрузку на конструкцию и, არ არის უფრო დაბალი ხარისხით, შრომისმოყვარეობა პროდუქცია керамических деталей сложной формы. ასე რომ, ისინი ავრცელებენ ძლიერ შესაძლებლობებს, რომლებიც ინარჩუნებენ მრავალფეროვნებას სხვა მატერიალურ მატერიალებთან ერთად, ისევე როგორც სხვები, ტიტანი და ალუმინი. При использовании металлов действие пробивания ограничено областью до одного-двух калибров от удара, а при использовании керамических материјали это действие распространяется на всюметрию она пластиниы, какошой бы больы. ყველა ეს არ არის მნიშვნელოვანი, თუ არა ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი, რაც ყველაზე მეტად მნიშვნელოვანია, რადგან ეს არ არის მნიშვნელოვანი, როგორც როსსიйский 14,5-მმ KPV. ამ იარაღის დიდი ნაცნობი პოპულარული შეიძლება იყოს თავისუფალი ადგილისთვის რამდენიმე წუთის განმავლობაში და, თავის მხრივ, ამ მიზნის მისაღწევად დიდი უნარის შენარჩუნებაში. Однако керамические материјалы обеспечивают преимущества там, где вероятны лишь одиночные попадания, მაგალითად, в самолетах и ​​в применениях тяжелой брони. შედეგად მიღებული კერამიკული მასალები ფართოდ გამოიყენება სიდენьях экипажей и полах бронированных вертолетов и транспортных самолетов. მაგალითად, ფირმა ВАЕ Systems ამუშავებს მონოლითურ ტექნიკებს UH-60M-ზე, დაყენებულია კერამიკული მასალების გამოყენებით. Подобные сиденья были изготовлены со использованием карбида бора и опоры из материјала Kevlar для вертолета АН-64, а также самолета С-130. Использование керамической брони для сидений экипажа стало почти принятым методом защиты экипажа и обеспечило керамике одно из первых направлений военном использовании – вылеты вертолетов воме.

Рисунок 22 – Задняя сторона толстой керамической плитки, которая

დარტყმა высокоскоростной пулей. В этом случае пуля

была полностью остановлена, однако повреждение

распространилось на всю площадь плитки.

Керамические материјалы становятся также менее привлекательными, когда броня наклонная. Размещение металлической брони под острим углом на боевых бронированных машинах было общим положением со времен второй мировой войны, მაგალითად, танках, таких како Т-34. Однако преимущество, которое може да быть обеспечено металлической плити, размещенной под ум к подлетающему снаряду, не используется таким же образом керамикой. У металлической брони эффективная толщина возрастает возрастанием угла. Следовательно, снаряд должен пробивать მეტი მატერიალები და ერთდროული მითითებები Керамический материјал под острым углом также увеличивает толщину материјала по линии прицеливания снаряда. Однако когда снаряд входит в соприкосновение со броней, полусферическая волна исходит од точи удара, но отражается границу разделения меѓу керамикой и опорным слоем в направлении, პერპენდიკულარნომი ცალკეული. Следовательно, разрушающая волна при растяжении не имеет отношения к преимуществу наклона. Следует подчеркнуть, керамические материјали не все плохо действуют под острыми углами, но верно то, что они не действуют так хорошо, как думали или надеялись. Кроме того, они усиливают рикошетирование при больших углах наклона.

Будущее

Так куда може пойти керамические броневые материјали? დაწვრილებითი შესაძლებლობების შენარჩუნების უნარი შეიძლება იყოს ადრეული დროის განმავლობაში დაბლოკვის კერამიკული მასალების გვერდითი პუნქტი, уменьшения размеров, како используется в мозаичных конструкциях брони, или путем использования менее твердых, но более упругих карбидных материјалов с прочной связью. Следовательно, любое поступательное изменение в характеристиках материјала приводит к упругому и ყველა же твердому მატერიალუ, რომელიც შეიძლება შეიცავდეს სხვა დარტყმას. К сожалению, в отношении керамических материјалов имеется общее правил, чем тверже вы делаете მასალა, тем более хрупким он становится.

სხვა წარმატება და შეუძლია быть сделаны в обработке сырья и, в частности, снижения стоимости керамических материјалов более высокого уровня, таких как диборид титана, карбид кремния и прозрачные керамические высокого уровня. ალტერნატიულად, წარმატებები შეიძლება стать заметными, когда исследователи начнут лучше понимать роль задержки и како поддерживать ее. ან შეიძლება ფაქტობრივად შეასრულოს მეთოდი, რომელიც საშუალებას გაძლევთ შეასრულოთ კერამიკული პოლიმერული ქლეევი. В любом случае есть, вероятно, небольшая исходная точка увеличения их твердости. In conce concov, они все же являются одними од самых твердых имеющихся материјалов. И значительно тверже снарядов, которые они разрушают.