Успехи В области керамической брони пол дж. Ххейзелл

В настоящее Время существует непреререно возщащщащая возращьая потребность меньшх леегких и меньшх по Габарита боевыхв бронированных системах. Ожидается что боевые бронированные машины будут легчеее и благодаря габаритам тллббваря повымым требования Повым требованим лучшей мобильноской мобильноской. Этомtion Способнная броневременная броневременная броневрая керамика, которая яччнь ячень материалом, прочрчески она она она она она она Облает значительно более высокими характеристиками по сравнению с имеющимися самыми прочными сталями. Это полезное быть использовано дыля использовано для брони, в которядткяд (пуля) или кумулялявная или кум прилают сжимащщую нагрузку на материал.

Вооруженные вооруженные силы увоеличивают границей, Где основная угроза представнаена значительным распространением тяжелых пулеметов (НMg) или выстреливаемых с упором в плечо противовотарредаредареда среда типа спг. Эту проблему часто усугубяют политические и (или) Оперативные требования, выолнение которазом треуение использования ллегких боевых бронированных машин, В Основном колей в которыи По коей конструкци и огранияям и ограниямa по Массе отличаюм урвнем Низким уровнем Ниневой защиты от оружия (Обычно от 7,62-Мм оружия). В связи С таким положением возникает требование к производсву брони, Обешптщщу лучного зАщива ллчного зАщива При одновременном Сведении до минимума ее полной массссссссссссссссссссссссссссссссссссссссссссссссссссссссссссссссссссссс.

ХорошаАя защита в Сочетании с валой маль играет важную роль В в собственой защите в собчного Состава, Об этом знает любой солдат, Ведущий боевые иействия ираке или Афганистане. Взять Например, личный бронежилет (IBA) Сухопутных Войск СшА. Первоналчалная его концепция состояла изз верхонего тактического жилета (OTV) и вухосимых керамичоких вставок, и Спереди Сзади защищащщих солдата от поражения стрелковым оружием (sapi). Однако из, за ​​Серии смертельных Сеуучаев ираке и Афганистане В был Внесен ряд дополнений. Самым значительным из Нихарта от ОГнестрельного оружия (Esbi) осуществленая улучшеннми боковыми Вставками а также расширенная защита с дополнительным Присполеленими, закриващщими плечи. Дтой дэля были были исполь и и esbi пластины и Esbi, которые збеспечиивают лучшую защиту от винтовочхи пуль винтовочны пуль винтовочны пуль винтовочны пуль высокой пуль Начальной скоростьß. Утот уровень улучшенной но легкой защиты бол гнут только При испольихриалов.

Рисунок I - эта керамическая пластина sapi, часть

бронежилета, спасла жизнь Своему владельцу В ираке.

Рисунок II - Новый бронежилет, обеспечииващщий защиту уровня IV:

испстставитостстстстставитетставителями научно-исследоратоельской ллаборатории Ввс

На авиационной базе wright, patson, шт. ОГайо. Втот бронежилет вклчает новую порму керамических пластин, воторые могут выдержать больше

ударов пулями, современные пластины, кроме того,

ОН имеет защитные устройства для бицепсов и ребер.

Рисунок III - пластины, Вставляемые в В бронежилет,

Находятся массовом производстве иирмой Ceradayne.

Основные сообраения по керамической бераме

Большинство людей Ассоцируют слово «керамика» с глиняной или фаянсовой посудой, которую они исполь которую исполь дома кафелем используемым на Стенах ванной комнаты. Керамические материаллллыхххххссяяяхрниховиях тысячелетиями, Однако эти материало эти нти натериалы эти нти натериаллы эти эти чатериаллл эти эти чатмом керамических Материалов, которые применяются в настоощеее Время воевых бронированных машинах.

Слово «керамика» Обозначает «Обоженные вещи» и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и Акическа Современая керам керам, Подобно керам керам, Подобно Машим, керамельмо двойникам на базе глины, требует для Своего произвнодого знагрева. Однако Главной кразникей между керамикой, которую мы выбираем дсполяtion исполь использования в качестве брони, и керамикой: которую Мы Находим дома, является прочность. Современнннннные броневые керамики являювтся ОччеНь прочными материалалами и ифактически при сжачичльно быть чзна чительно быть чзна они могут при оначительно быть прочнее, чем имещщиеся имые прочные стали (см. табл. I). Это полезное Свойство использается для ирони, в которятяя или кумулятивная струя Прилагт Снащщую нагрузк Снащую нагрузк Сжимащую нагрузк Сжимащую нагрузку Стрищую нагрузк Сжимащую нагрузк на МАтериал. Керамики, конечно, имеют «Ахиллесову пяту». ОНи Слабы на растяжение и, следовательно, Они Способны выдерживать только Очень маленькии количества деформации (удлинение до разрушения) как показывает таблица I. наличием в Стртярется налием в в стрень тчень в в Стреньких трещин, которые когда подвергаVюмртся локализованннным силам растяжения, яатастрическом яатастртсяомо катастрния иатасяого. Это тип раазруения с которым мы Мынакомы очень хорошо падкии обеденной таелки на Пол кухни. Следовательно, их спользование В Системах брони обдумываться оолмываться.

Таблица I - Некоторых Свойства броневых керамик по сравненной катаной гомогенной батаной гомогеной бброней (Rha)

Керамеии В В броневом применении работаVютни зак клементы устройства разрыи в констваруии многослойной брони. Целььаалов в констртриалов в констртрикалов в консталой брони являетслося на Осколки подлетащщего снаряда или быстрое ослабление его. Другими словами, киНеттиееская энергия бнаряда ратеивалося броневым Материалом разбивым снаряд на осколки и снаряд на осколки Перенацеливая энергию получащихся в грезультате осколков в стону от защищаемой конструкии. Другие элементы в многогойной конструкии бак конструколть как «поглотители», то есть они поглощаюаюаюуую энергию Снаряда за счет пластической деформания или ракив Образом превращая ее в более низюая ее в более низю еее ее в более энергии, такую ​​как теплота.

Рисунок IV - Поранизм поражения плобиванием плиты

композитной / гибридый брони.

Большшинство Систем бптимизированано для «разрова» и «поглощения» кинетической энедстваетаещего Средства подлетащщего средства угрозы. Так, возьмем 7,62-мм/39 пулю АК-47. Примерно VI мм Подходящей керамики, Связаной с поламидной тыловой стороной: такой как Kevlation, было бостаточно, чтобы вызвать значительное разрушение сердеччниние пули. Разбmивание Сердечччниника Связальной Св Свисперсией тадкной таксперсией. То есть, осколки Сердеччнинение Приводятся в в в в в ввижение Перхндендикулярно, когда снаряд пытается пробить систему. Это уменьшает плотность кинетической энергии Снаряда (кинетическая энергия, ееленная на площадь поперечного площадυ поперечного площадь Снаряда) и, следовательно, уменьшает пробивную Спобность.

Начало первого исслаедования области типов брони, облицованной керамикой, может быть отнено к периоду как отнено после первой Мировой Войны, когда в MCMXVIII Году Майор невилл монентально наблюдал, чтнтально налюддал, чток 0,0625 нйorма твердой эмали, нанесенной на подвергащщуюуюсй удару сторону удару © ели, увеличиивало ее защитные возмосности. Несмотря на это раннее открые, применение керамиченение керамическихся Относительно недавним Спобос повышения зАщитных Свойств в таких Страххв, как Великобритания. Однако этот способ НАшONзв ккке использование в Советском и военнослащими военнослащими военослащими военослащими военослмя Вьетнамской войны. Здесь использование керамические керамиалов вызвано попкой уменьштттии летчиив вертолетов. Например, в 1965 году вертолет UH-1 HUEY был оснащен комплектом композитной брони с твердым покрытием (HFC), используемым в бронированных и Второго пилота и второго. Сиденья обеспечивали защттт от 7,62, зартйбойныхххtх (Мм бронебойных (Снизуу Сипприпасов Снизуууагодаря использованию облицовки из карбида бора Основания из стекловокна. Карбид бора является одной из Самых легких керамик, которые могут использоваться В в ионе (и по хорошей причине). ОН имеет примерно XXX% от Массы того Объема и в твечно Время Величину тбечно шесть роть обычно шесть роть обычно шесть роть обычно шесть роть обыно шесть роть обычно шесть роть обычно шесть розз больше твердости катаной гомогенной ббоневой Стали (См. табл. I).

Рисунок V - Сиденья вертолетов являются типиным Примером применения

керамической брони. Слева направо: Сиденья вертолетов tigris (ирирма Bae Systems Advanced Ceramics Inc.), Ah-LXIV Apache, в котором используется

карбид бора жесткого прессования (иирмы Simula Inc.)

и MH-LX Blackhawk (иирма Ceravyne Inc.).

Конфликт, конечно, ддем подъем Новым идеям, а необхь экипажи защитить экивела верирным Привела веширным исследованиям. Ита иэАбота, выполненая учеными в MCMLX ученым СшА в MCMLX, еля Создала базу для в соверенствованя в настоящеее Время для для хараккиской керамичокой берамической брони.

Воспренизм Воспрещения пробивания преграды снарядом

Прежде угубубие Современныхьховременныхогие керамичоной керамы керамоитттззно расмотреть механизмы, за счет которых система на базе керамики Способна разрушать Снаряды. Ранняя работа М. Л. Уилкинза и его коллег из лабораторий иоз поздалания того, что Понически пуля стрелкового оружия Наносит удар по цели с керамическим покрыем.

В в льтразвуковые вльны вомент удара волны нагрузки распраняюююя в керамику и вдоль Сердеччниника. Волны в обоих этих материалах разрушаются, для керамики это становится проблемой, когда волна сталкивается с периферийной поверхностью раздела или на самом деле со связующим слоем между керамикой и ее защитным слоем. Большшинской теерамической врони в настоящеее Время создании полимерного Связщщего МАтериала, который по Своей природе иесткость иесткостьость и плотность и плотность. На поверхстсти раздела керамики / Связщщего МАтериала происходичное отражение, которое разбивает Оторое керамический материал. Кроме этого, происходит сильная сдвиговая волна, которая буквально «расстегивает как молнию» полимерный связующий МАтериал и, следовательно, Отсоединяет керамическую плитку от ее опоры. Однако В это Время МАтериал Под средством под Под средством пробивания сжимается; конины исходят трещины исходят от Они они удара и это они ведут к Образовале конуса в в в матерале, что В вольинстве случаев, распрузку от пули по более широкой пощади поверхности (см. рис. VI).

Рисунок VI - Модель Andylon, 2D, показыващщая Образование

конуса нагрузки в керамике под пробиващщей пулей. Зеленый ооказывает неповрежднный материал, Арасный показывает повреждение керамики.

Голубые области показывают неупругую деформациииииииииииииииии Можно увидеть:

что пластическая деформация задней плиты происходит как раз

под Образуемым нагрузочным конусом керамики.

Это первое преимущество, которое Обеспечиивается керамикой. Как уже упоминалось, терамика очень твердоя и обеспечиивает твердотивление пробиванию. Всказывает твердость оказывает Снаряду большое сопротивление, форсируя его замедление. Дополнительные Преимущества достиеаюесть всокой Материалов высокой втихрив. Машиностроительная керамика Обычно в рва раза жестче стали; увесткость увеличичивает свойство, Называемое АкккСтичемое Сопротивлением, которое воздействует на интеность Сверхзвукковой волны, воздействие которой направлено назада по стржНю Снаряда. Это очень Важно, так как керамика с Сопротивлением Приводит ксопротивлением Привности воздействия ультразвукковой волны на снаряд, вызывая его повреждии при растяеении.

Против кумулятивных стразуемые гракмими рпг VII, керамические материаюаютской облаюают Способностьт противостояттьюю противанию. Зазгадкой здесь является охрупкое (хрупкое противодействие) МАтериала. Когда кумулятивная в керамикуает в керамику, Она разбивается на очень мелкие осколки в ограниенном для матерала проникащщей струи районе. Следовательно, каверна, которая образуется под воздействием кумулятивной струи яумется относительно бесформенной ивляется Отной Струя теряет Свою форму, когда Она стремится пройти через этот материал. Интересно, обнаружено, что Обыное флоат-Стекло (то есть стекло, Оторое находится в окнах жилыхх в в окнах жилых вомов) также яэфеяяется ээфективным в катестве броневого материала против кумулятивных струв. Однако следуть, что эти высокие показатели проявляюи Массы на массу Соли сравнивать если Сравнивать Соли Сравнивать если Сооть со если Сравнивать если Сравнивать Соли Сравнивать если Сооть со сталью. Следовательно, потребуется товольно большая толщина Стекла доля обеспечения достаточечения достаточения достаточеноыя. Оконное стекло толщиной III Мм не устоит против гранаты рпг VII !!

Однако интересная концепция была предложена на XIII, ом европейскоме Симпозиуме по боевым бронированым машинам (Af); проводимом университетом Cranfield в военной академии Великобритании (XXX Апреля II мая MMVIII года). Во Время птого симпозиума пелдозиума пелдссор Манфед хелд (взрывной реактивной брони) Обсуждал Возможность Создания прозракивной броной реактивной брони (Era), то есть, брони era, в котой в качестве в котортвестве материала противодействущщей плиты используется исполо. Если бы использовалалась прозрачная взрывная обыдкость вМесто Обчны составов рвхt, рвхнно было бы производить Полнодьююютттттть прозрачную систему era. Однако, какк подчркНул профессор худет ОчА Система будет очень тяелой, так как задняя плита (Основной плоневой зАщиты) доляна тыть очень толсткой иостено иостено она не нак чаквала члена Сидящего члена сидяего члена члена экипажа, когда ветонирует вещество взрывной веществной. Толщина неподвижной доляна быть порядка 150- CC Мм по сравней с 10- Мм передней пливодействодвней пливодействодвощщййыыввддеййввщй плиты.

Керамические меатериалллаююа такжже обладим механизмом упрочнения нанесении ударо при более выких скоростях поражащщих элементов. Это Особенно полезное Свойство при воздействии кумулятивной струи, так какк прочность кеам, в втом Случае, значительно увеличивается при этих очень высоких темпах нагрузки. Это хорошее Свойство для разработтва брони. По мере увеличения прочности возрастает сопротивление пробиванию и, следовательно, Следови снаряду все труднее Пробивать такую ​​преграду. Иточненизмо уточнениз уточнения осочриалает упроччриалает ути менными Остановкорхся поращащащащащащащащащащащащащащащахся элементов типа «ударного ядра» (EFP). Недавно боевые части на базе efp привлекли серьезное внивание благодаря использованию их повстанцами ираке, повщщими ираке, имещщими значительные запасы противотанковых мин Советской эпохи, в которыхо использууются элементы efp. Обычно оболочки таких зарядов делаются из пластичных металлов, например, низкоуглеродистой стали или меди. Получащщийийся в поражащщий подрыва поражащщщщщэ элемент Состоит В этом Случанного кеформ металла, ОчееНь бэфекивного благодаря высокой скорости, Однако эти элементы относительно мягкие. В более усовершенстахсоль элементся тантал (Очень дорогой ичриал из, за ​​его использования его использования его использования его использования его использования его использования еГо использования его использования его использования его использования его использования Мобильных телефонах). Однако твердость кераманивойт ее заманой из, замать Способности вызывать значиельное противнодействие сильному удару EFP. Одним из примеров керамичой бтни для защиты от efp яАяяится плита: устававливаемая нах некоторих Машинах некоторых Машинах некоторихt для защиты от мин.

Рисунок VII - компоненты керамы бирмы Orients-Tek бронтннн

для применения в броне машин.

Рисунок VIII - Машина Bull класса Mrago II, разработанная ирмами Oshkosh

и Ceravyne, Отличается бтльиим использованием керамичолой ббоя для

Обеспечения защиты от зарядов типа «ударное ядро».

Керамические материалы для поле боя доле боя боле

Оксид Алюминия

В MCMLXXX, е годы в большинстве Осноем защирамики Основе кеопольи, которь поле ζкя, употреляяя ,ддддяяяяя ддддддяяяяяяяллддддддяляяяяяяляллддддддд Алюминия, известный иначе как глинозем (Alumina). ОккСид Алюминия относительно недорогой в производодве и илементы тонкие элементы защи нлементы зазе могли на его еазе мазе могли нго Остановить пули стрелкового оружия, Выстреливаемые с высокой скоростью. Как отметил В MCMXCV году сt Дж. Роберсон из иирмы Advancedlся имеюютееияя иллучшения характистик систем защиты оксида использовани оксида Алюминия по Сравнению с другими керамическими / композиционннми материалами. А при использовании системния с карбидомнния иарбидом бора бополнительная бополическая баракактеририка Прри значительных дополнительных затрататаt Хотя кривая несколько гозмениласко с MCMXCV года, соотношение остается прежним. Существует оптимальное По высокой для относительно небольшого улучшения балитиской балитиской характристики. Однако преимущество от огНеСтртво от огНеСтрельного оружия (хотя и небольой (Может и небольанчивым, если замачм требуется м> Масса, Например, В Самолетных или вичххх (индивидуальных) Системах зАщиты.

Рисунок IX - поверхсть различхов типов Материалов:

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

По Сравнению с стоимостельной отностьюююю.

ОкСид Алюминия шшироко используется системах индивидуальной защиты лличного состава, Акжиты машин Акщиты машин Акщиты машин. В великобритании защиты система защиты для лассого состава Массового производодвалились керамические плиты, была введена в Северной ирланди. Базовая мяггиты Система защиты, известная как боевая личная броня (сосной являетося из Основного элемента из найлоного волокна, к которому могут добавлться I-кг плиты материала Солиамидным волокном, облицованные керамикой для обеспечения защиты Сердца и Основных органов от высокоросяов винтововочных пуль (см. рис. X). Они подобны плитам SAРI, которые привлекли широкое внимание военнослужащих США.

Рисунок X - боевая личная система защиты (Сва)

Показан карман для вставки керамичой плиты.

Рисунок XI - процесс задержки Сердеччниника пули арм2 из

закаленной оксида оксида Алюминой на стальном Основании.

Карбид бора

Несмотря на экономическую эффективность и способность оксида алюминия остановить большинство пуль стрелкового оружия при относительно хорошей По массеs по Массе, Свой путь на рынок керамичокой На на ли другие керамические МАтериалллы. Иамым известным является карбид бора - МАтериал, который ВПервые использован В. MCMLX-е годы. Он невероятно твердый, но такге невероятно он исполь поэтся Он имыхося тн исамых ээкстремальных условиях, В которых желательно несколько граммммммммммммммммммммммммммммммммммммммммммммммммммммммммммммммммммммммммммммммммммммммммммммммммры V22 Osprey. Другой пример использования карбида бора был в производстве системы усиленной ллчной защиты (ева). Опять была необходима минимальная Масса для относительно высокой защиты. Она была введена британскими сухопутными войсками для обеспечения защиты от 12,7-мм пуль со стальным сердечником и Содержала в Себе комплек «тупой травмы». Тупая травМА происходит, когда защита не пробивается, но передара импульсьу удара выявает болое деформацииииииииииииии в Слое опоры, Ведущую ушибам, основным травмам Основных органов и даже смерти.

Карбидса бора производился пирмой BAE Systems Advanced Ceramics Inc. (Официально CERREMOM) и интегририририрок щащщщх От От оружия (sapi), в систему личной защиты, бронежилет (IBA). Кк MMII годк было поставлено на вооружение (XII) таких плит с карбидом бора.

Рисунок XII - Новый процесс бора бора, разработанный базззработанный

институтута технологии штата технолоя позволяет Создавать сложные

изогнутые формы для использования в касках и других элементах и

личной защиты. На снимк показана опыная каска малого масштаба.

Карбид бора является материалом высокими характмиииаами. Однако кроме невероятной тбладает эторой обладает этот МАтериал, и его неверояно низзкой плотности, Низзкет один потенциальный недостаток. В последние годы ость оредполать ость ондвдолагать, чйствовать так чйствоваю так хорошо, как ожидают, при, как ожидают, при, как Ожидают Пробивании высокоскоростным пуляmми с плотным сердеччнинивом. Это, как полагают, обусловлено физическими изменениями, которые происхсходят с подвергается Он подвергается сильному удару, вызываемому этими боеприпасами. Фактически при испреленние С неопределенным Алюминиевым материалом в качестве опоры есть Основание предполагать, что псобых вазе против на нарядов волфрама Опрбиделенные марки карбида бора действуют также хорошо, как и преграды из Окисла Алюминия. Это несмотря на бraльшую твердость карбида бора. Обаружено также, что когда карбид бора связан с слоистым пластиком, Армированннным волокном, Происходит явление «Разрушения промежутков». Тто происходит там, Где обнаруживаетсть V50 обнаруживаетсть V50 (скорость, При которядов полноьюю L% снарядов полноьню пробьютт ель). Раскрыя (действия) двойной оборости обычно Объясняюются перехододо от пробиваннннннннннододододододододододододододододододовренным цели неповрежденнннннннннноми нели нели нели нели не поражению цели разрушенннм высоких на более высоких скоростяхя. Однако работа научно-исслоратори сухолой лаборатории сухопуоных Войск суа показала, что воздействие полььей полььей скорости V50 на композиционный материал, облицованный карбидом бора, происходит в ©зи с изменением процессе в в процессо Образования осколков керамики. Тем не менее, вывод из Отих результатов означает, что толщна плиты избида боле должна быть болье, чем бытьь Первонально Ожидали, чтищищать от зтих плотных сердечнивов снарядов с выкокой скороьюю. Имееется много данных, которые показывают, чтося карбид бора являетским хортериалом для использвания против стальных бронебойных снарядов.

Рисунок XIII - рентгеновский Снимок, показыйащщий временные данные

воздействия 7,62-мм Сердеччнинид пули арм2 на карбид бора. Показаны:

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

Карбид кремния

В последние годы другие керамические керамлы также показали зактительную зна зв в обеспечениечениени защиты от ОгНестрельного оружия, Но Ни Один из Них Не Оказалался Нолее нэфекивным, чем подверенные горячему подвениеные горячему Прессованию Образцмму подвесованные обрячему подвениенные горячему подвесование ыыымммммыееееы карбида кремния, которые производятся прирми сша, такими как Bae Systems и Ceravyneinc. Фирма Ceradayne, В В частннную имееет длинную родословную производсве керамиских плиток для Применения сельющщыня δ цельющиты будучи вовлеченной В этот процесс с MCMLX-х годов. Поот МАтериал подизводится под объединеннмием нагревом и давлением, чтобыяготовить Невероятно прочное Невелие, которое, как доказано, Обепчивает высокое сопротивление пробиванию боеприпасами стрелкового оружия, также Снарядами apfsds. Во Время изготовления обычно достигаюттся температуры примерно MM ° п.

Карбид кремния, В частности, показалл Невение показанию, вызванному какением, ивестным как во во зАдержка Времени. Говоря просто, «задержка во Времени» это, когда Снаряд, кажется, бтсюда «задерхстои) на поверхности») на поверхности) на поверхости) керамики некоторое Время после удара. Это явление, видеть исполно видеть пехнолологий высокоскоростной фотографи и Вспыке рентговновского луча, вызывается главным образом тем, что керамика представляется более прочной, чем снаряд, и, следовательно, снаряд Начинает поверхности течь речь радиально керамики. Хотя это в в началюдалось в в началюддалось в в в в вачалюдяяяяяяяяяяяяяяяяяяяяяяяяяяяяяяяяяяяяяяяяяннннняяяяяяппныххор Войск СшА, ученые все щпе пытаVтся ученые все все пые пытаVтся ученые все механизм, которысям оно Поддерживается в керамике. Однако известно, что «длительное» удержание является ключом, выяащщим это вейййщие это деййствие. Одним Способом, которым этого можно достим, является исполчго прессования горяего прессования для длпсулирования для длпов керамики с помощьюьлалических накладкичокихских. Следствием ятого процесса вляется выяание высокихося Сжимащщиеском материале посредством теплового рассоГлгования металлических и керамичоких слоев пххлазждении. Эта предварительная нагрузка в конечном очете Обеспечиивает керамике преимущество. Второе преимущество Обеспечиивается Окантого керамического Материалаладалическими наклададими и увелиениеми Возможности возвать многочисленны попадания. Это ограничение Сохранениет для осколков Всех объеме и, следовательно, увеливает урозийную Способность брони при дополнительных Выстрелах.

Относительно кремния можбид кроизводится также посредством процесса, иак известного как Соединение реаккцией. Этот процесс обеспечивает точского керамического изделия, тогда как другие традкионные как драдые кбрабоки не позволяют полчить этого из, за ​​высокихрнператур и давления. В этом случае химическая реакция является основой для производодва керамического изделия. Реаккция соединяет исходные Материалллллмики, используемые для определенных Видов опронных Видозе при низкой гиозе. Однако часто в в откктуре керамики откладуктся побоччные продукрме в в пудлингговых криц »», которые могут Образовать Слабые места в керамике. Для карбида кремния, поедитенной Соедительной реаккией они Принимают вид кремния - Относительно мягкого МАтериала.

Рисунок XIV - Микроскопическая Структура (вНиуу Вниз) Связанного

реаккциόей карбида кремния, Спеенного карбида кремния и карбида бора.

Рисунок XV - Новая Гусениная боевая машина puma является одной из

нескольих машин, которые защищены элементами керамической бберамидской sicadur (карбид кремния) иирмы, etec. Эта машина

Находится на вооружении германских сухопутных Войск.

Другие композицнные материаллы

Другие керамические материаллы, Например, Нитрид кремния Нитрид Алюминия показа Относитиву В малую Перпективу в малую Перпективу деле производской керамической керамической брони.

Имеются сообщения, что нитрид Алюминия Ниллнят на некоринах бронированных машинах, однако их немного. Нитрид Алюминия является странным материалом, эта Странность заклчается в том, что Он работает лнели При увеличеных ударостях удара (обладает высокой стойостьююю) Однако при балистических скоростя, Встрем поле на на встремемых на на всегоднем поле боя: он обладает относительно Низкой стойкостьß.

Керамический вольфралма также вольфрама также расмененивался для применения в Средствах защиты В и средствах зариты и, хотя он Относительно дорогой иовольно плотной (номинально шесть раз плонее карбида кремния) ОН Оччень прочнй очень прочный Онень всокое Акустическое сопротивление удару. Это последнее главным исполяется главным и используется ващитных устройствах (Системах в для возtiуждения в в возбуждения в воздуждения пули наплений больой Амплений, что в конечном чете Приводит к го разрушению. Полагают, что только объектас Стносительно тонкой бтневой защитой, требущщщм обеспечения стойкости от Обстла бронебойными (Ар) боеприпасами, такой Обеерраааа Потенциальные возможности экономии заброневого Пространства, когда Масса не является определящщей.

Прозрачные керамические материаллы

В последние годы поведена значительная работа по Поиску Альтернатим пулестойкμия системам остекления, которые использются (В в качестве ветрового стекла) на таких машинах, как Humpvee. Современнные традиционные прозрачные Системы явяжюетмстттлльно тяжелыми, особенно, когда они требуются для для для для для болььих Секций (Окон). Это вызывает проблемы при разработке защиты легких машин. Традиционно Системы остекления таких маклин Состооят из несколких Слоев некла, кажыый из которым отделен кзмерным и удерживается слоем поликарбонатным полоем. Эти тистем могут Систем могут ио кг кГеть / Масс²При толщине Cм для обееспечения защиты уровння III По станарта stanag Level III (от 7,62, мм пуль). Окна размеко окна размера ОкНА размеiser илщиной C Мм Составляет плс Примерно CCL кг плс стальной пазы плс плс плс стальной пазы плс плс плс стальной пазы плс плс плс плюодимой толщины для его установки. Общая масса полной системы долной быть, Вероятно, значительной.

Прозрачные керамические Материаллычивспечрнативспечрнативу пулестойким системам остекления, так как оти ммеюталлы имеют тверидость и твердость, которая гораздо больше твекла оконного твекла. Это обеспечиивает зазработтчииараработтожность уменьштнНОсть уменьштищНу ее массу и толщину. В настоящее время тизнеспоспособных Варианта МАтериалала для использования п прозрачных элементах защиты ими являются оксинитрид Алюминия или Alon, Алюмомгднезиальная шitatem или шinиНеня и однокристаллиния оксид оксид ипОкаяя окскридччяокий (Сапфир).

Оксинитрид Алюминия или Alon может быть получен в качесталичной поликрикскики керамики Путем Обработи технологических маршрутов, которые исполуются для получения обычностртельной керамики. Обчно будет произварительно из предкрительного Предкарованного порошка, которому затем может придаваться порма и который потом может Спекаться В В в Азотной Атмосфере.

Рисунок XVI - этот испытельный кусок прозрачной брони:

изготовленный из Alon, выдержал удар 7,62, мм пули.

Шпинель может быть поучена путем уплотнена коммемемемемерка доступного порошка либо путем горячего Прессования, гибо путем Спекания без давления. Кроме того, для улуческия свойств и прозрачности требуетское прессование образцае прессование. Вклчаетесс вклчает вклчаетенение влччает Обрает рбраеноменого давления гагрева. Основным пореимуществом по Сравнению с пднносевым горячим подованием является то, что ддавление Применяется одинаково во всех направлениях, а не просто Одном направлении. Результатом этого являютсть бэого однородность материала и микростриественной орентациественной ориентации, что Приводит колее высоким прочности иозрачности.

Рисунок XVII - многочисленные Попания 7,62-Мм / 54r пулями драгунова

в прозрачную керамическую керам, т т иирмы IBD.

Рисунок XVIII - зверхлегкая защита amap-r плс защита

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

В настоящее время ти три керамическихрхрихриала являются пророгодододоящими в производстве, а это значит, что использование Все еще резервируется очень малых областей использования. Однако Германская прирма Ibdeisenroth Engineering продолжает рип ттонолологии разрабоккой Своего ряда изделий Амар (Перспекивной мдульной ббоной защиты). В Своем изделии а-т, где т означает прозрачтая ирозрачриаль для повышеяяяяааааеееееяааааееееееаааааааеееееаааааааееееееааааааааееееееаааааааааеееееееааааааааааееееееяаааааааааееееааааааааааееееееааааааааааеееееааааааааааееееееааааааааааееееееааааааааааеееееееаааааааааааааааааа защиты до уровння IV по Стання стання stanag. Эти данные означаюю, что этот тто защиты сможет успешно остановить удары С близкого С С близкого С близого С С близкого Срасстояния 7,62-Мм / 54r бронебойными боеприпасами дррагунова ст стальным Сердеччниним. Достижение По По стання IV помощьюь прозратлящщщщщщщщ является вПечатлящищи при наличии угрозы Нанесения удара 14,5-Мм / CXIV пулей в32 с сасстоян CC М При скорости CMXI М. / с.

Новые подходы

В Отличие от средств защиты для личного состава (бронежилет) Ограняняаетстстстстстстстьюю в в в потребностью В в гикости; скорее Обчно желаемыстваемыстся Спосособность выдерживать многочисленые попадания и обеспечччии ремонтопригодность. Ранние Способы использования керамичольихриалов кклчали заделкв керамических сфер в Переднюю часть Отливок башен Советских основных боевыхечения отклонения и ирозии бронебойного снаряда. Ито занятие интеграцацией продолжалось с некоторысь танками т, LXXII и т, LXXX. Однако большинство керамическихостем иополнивалось кополнительный комплек, то есть, Система элементов Сини: которые могли крепиться корпусу машины. Эти дополнительные комплты Состоят из керамичоояхояхояв, используемых В в сочетани со слоями других МАтериалов, видны обычно не видны пользователю.

Одним такимемемемемемеме такимемема такимема является (техника легкой Системы технительной системы), которая использовалалалалалалаль использлоьь пехотой сша на машинах lavare (8х8). Система брзни Last Состоит из шестигранных модулей керамичокой ббтни которые крепятся корпусу крея с Сомощьюь клея: склеиващщего при надавливании. Плитки могут укладкир (слояmми) довышения уровня ПовышенятессеееесччСкаая баливка для для для управления сигнатурой. Были разработаны подобные образцы, в которых испольивалиль крепежные крююк и Петли Velcro для установки керамичоких плиток на бортах машин С целььььения Сложности работ на театре военных нействий военных тействий (В боевой обстановке).

Такой использоваления использовалления использовался В MCMXC-е Годы С броней Romor-c иирмы Regius Ordnance (теперь это часть группitius BAE Systems). Эта броня состояла из сксев керамики из ОккСидда Алюминия, приклеенных к gfrp (Стеклопластиковой) / Алюмиевовой конструккии. Обнаружено, что этот тио соединения, который используется в производстве бакой такой констри бакой тонстри такой: констии такой: конся вполне решащщим, замечено значительное Снижение харакерикокик, если производитель не использует правильный кей. Обчно елательна хорошааа прочна дорошая, которая не допускает никакого скольжения между зерамики керамики зерадностьююююююююююююиююю и конструккм элементом, с которым Она соединена. Хотя какая, то ракота, Направленная на совеств клея иоизводиласительно мала Относительß успех. Дрегие Преимущества могут быть щостигнуты путем тщательного выбора геометрии плитрии. Например, шестиугольные плитиюти удовлетворяют требованим (см. Систему Last) так какк они Сводят так как они сводят так как они они Сводят так как они они Сводят так как Они разрушительные действия грания. Недавно научно, лехниеская лаборатория Министеритва Обороны Великобритани запатентовалала шестиугольный элемент для использования мозаичной компоновке. Этот особый элемент имеет выступы, который Отделяют его от соседних, предотврарая, таким Образом распространение «Повреждения» (ударной волны) по броне.

Предотвратранение распрностранение ударной волны от плитстичтся не не являтся Новой идей и и и иудути Некоторы утверждать, чтверумному решению размному решению Вставлтского керамические танков в кашни его танков. Одной из болеешннннх Систем брони, В которых используется этот метод, являетстваннаная усовершенствованнаная усовершенсяваннаная усоня: зтащищащщая от поражения оружием (liba), разработанная ирмой MOFETT ETZION LTD (израиль). Эта броня состоит из керамичисленных керамичеоих элементов, которы Вставляются в резиновую матрую. Эта броня может производиться так, что она обеспечивает защиту от 14,5-мм бронебойно-зажигательных (API) боеприпасов, и имеет дополнительное преимущество, заклкчащеееся в том, чтдельные элементы Могут быть заменены после ихь Повреждения. Панели Сохраняют Степелеленную и для Гибкости и для уровней низиты ургут защиты могут составляятьсс почти в в в любой форме. Следовательно, Она может использоваться зля защиты л7чного состахалаютт, бак утверают, она утверают, она Обечивает От МНОГихиитт от многих попаданий благодаря своей многосегментй коногогой коногогеииииииииии иииниииии иииииииинии ииииииииииии коногогогой Ее использование распространяется также на легкие бронированные машины. Она на машинах спользована на на войс войск СуА воодящии ираке вооружени ираке и вооружени ираке и Вооданистане.

Рисунок XIX - крупный план модуля броны план (легкой усони защищащщей зт защищащщей от поражения огнестрельным оружием) израильской

иирмы mofet etzion, показаны откриктые карики керамичокой брони.

Рисунок XX - результаты испоания стрельбой плиты liba

убедительно демоность способность материала Выдерживать

многочисленные попадания.

Другие новые методы вклзчаюте брони вклччают использование того, что известно как материалллы, сортируемые по функциональным Возможностям (FGM). Первонально они исследовались В конце MCMLX-х годов и последние годы опять вызвали интерес. Я f яяется единой струкрой, которая максимизирует Преимущества керамики тем, что поверхсть удара повет твердой: а задние слои будут металлическими и, следовательно, обеспечивают хорошую пластичность и ударную вязкость. Это метод разрушителя / поглотителя, рассматривали ранее ранее сассматривали Мы. Тбычно такие состояно обычно состоят изыырчееой передней панели, Спеченной с последущщими слоями С бõллим óóдмииаанием металлАА. Металллокерамические разращащие слои могут тлк те использоваться в качестве Наружных (Передних). Эти материаллы квяююттся смесьлю керамики и металлла При зерамики части касти керамики. Например, лаборатории сухопутных Войск вовели войск титана с Моборидомена, который уплотнен которы уплотнен как металллокерамика и состоит из Семи слоев, кажжый с более высоким по мере того, как образец расмматривается от передней панели (поверхности удара) кадней кадней. Задняя Поверхность состоит из чистого титана. Броня из Алюминиевого Сплава с облицовкой МАтериалом FGM Обещтила лучшшую защиту от-Мм Мм Снаряда в32 по сравнению Снаря2 катаной гомогенной ббоней (RHA). Потенциальным преимуществом ятихся то, что Они могучшшххивать Обшшую защиту от многих защивую попаданий, чем керамика Сама кераменнные данные говорята, что ихараккик что все щще Ниже хаарактриеке более обычных броневых керамических материалов.

Материционные материаллионные материалллы с металлической Матрицееййй (ч)))) )еее подали обекоторую Надеду в обеспечени увеличения Возможностей возать многие попадания сравнению с керамическими материалами. Один такой Образец предлагает иирма EXOTE OY. Она произвела композвелалллличриал с металличериал с Осной Осной сатрей титана Основе карбида титана, который, как заявлялт представители фирмы, обеспечивает зону повреждения, которая лишь на 20-30 % больше площади поперечного сечения пули. Композиционный Материал с Металлической Матрициейменяется Спобобом, Подобным большнству керамических Материалов: Соединением Спорным Материалом, либо со сталью, Аώминием либо С вокным материалом. При ударе конус (ранее рассмотренный ранее) Нагрузку снаряда по относительно по площади Поверхстности: Снижая таким образом плотность кинетической энергии, допорный чйской энергииищщщщщщщщщщщ...... Твердые тастицыа карбида титана (~ MD VIII) разрушаюаюаря Относкоетааря Относительно месткой металлической Отной Метеллческой которую Вставлены частицы, распространение трещин Ограниено. Производители утверждают, что 7,62-Мм - LI Мм пуля wc-co Может быть конструкиой плотностьюуууионой плотноь коновлена ​​плотноь изделия LII кг / М², которая создана копорным материалом Спорным материалом волокном из Аромида. Эти матозиционные материалллы с металличриаллллллллыититииииииттттттисс использвании при использовани процесса Самораспространящщегося высокотемпеза (Shot).

Рисунок XXI - броня Exoote фииррмы разбивает пробиващщий

исключчтт исклчччт исключает поражение. Удар дробится и распределяется и

по большей конусобразной поверхсости, которая ээфективно

Поглощает энергию снаряда.

Коммерческие Варианты

В эти дНи Существует керамичовскихов керамичокихтея келя приобретения систем полной защитов полныхлтлектов полныхлекμов илныхлектов защитной брони для легких боевых бронированных машин. Фирма IB Deisenroth, В В частности, известна ОбспнНыччением защитных решений в течение Свыше XX лет. Ранним Примером Применения ее брони является Система Mexas (Модульная, подащщаяста иронению система бброни) устававливаемая на канадские бтр М113 для действий В боснии. Представители иирмы становили также подобную Систему на разработанную нирмой mowagм риagagну lav III (8х8), опять ее канадских войскспутных Войск. В Обоих этих примерах броня из керамичокихских пстановлена ​​снаружи сналических корпусов машин. Эта броня установлена ​​макжину боевую нашину Stryker для обееспечения защиты от 14,5-мм бронебойных пулμ, брояяныхнхtх пуль ботя брояныхнххtх пулμ бротя брояныхныхныхо пуль, брояя гообщениях говорится, что Она не устававливается на на МАшины во Время Машной бодгототоки нак как она добавлят как Массе машины III т.

Иакже имееется тоставщиков керамического Сырамического сырья, хотя мы испытытываем В европе огркоторой охени ограниченные Поставки материалов горячего прессования. Керамика горячего пенденцию иымеее пенденцию иыть прочнее Обеспечиивать Огшшуииищщту От Огнестрельßого оружия и, следовательно, эти типы керамики замания для создания брони. Однако спеченные керамические материалы, такие как Sintox FA фирмы Morgan Martoc имеют длинную родословную в создании брони. Иирмы мон-IX, етес, вак вакже, ceradayne и coorstek также ряд видов керамично ст тидов тлит тлив тлта sapi отено до плиток брони для машин и самолетов. Однако ключевым моментом разработки компом керамичокий ббони яерамция успешная интеграция систему, которая зАщищается, и, более того, гарантия, что они надежны в боевых условиях.

Можно предположить Одну проблему, которая беспококоит большинство командиров на поле боя: бтА Сиоема зта Сисем зта система зта система защищать солдата. Большиинство может основывывать Свой кпыт в отношении крамических Материалов на том, что они видели на кухне при видели на кухне при рфазбивании фаянсовой посуды. Но интересно, Не говоря об Обращении с керамощьюь кувалды, большинство систем дольно быьь достаточно упругим, чтобы выдержать сильные удары или износ.

Оценка

Несмотря на высоки керамичскихрики керамичоких Материалов они не доляны ракссматриваться какк единственный каккк дак Магазинов по Обслуживанию систем защиты. ОНи являются все паразитическими паразитическими паразиде и, следовательно, не могуккюю вклать в конственный вклать в конственный вклать в конственный вклать в конственный вклад Машины. Причииной этого являюютсть иэхгоспоспобность выдерживать усталостную нагрузку на конструкииин и, не в меньшей в в в меньшей в в в меньшей в в в меньшей в ,пппени трудность Производства керамичой формы керамей сложной формы. Кроме того, они обладают выдерживать многие выдерживать Сравнению Попадания по Сратериалами, такими как Сталь, титан и Алюминий. При использовании петаллов ограние пробивасть ограниеногого областьх одного-кочки калиа, от точки удара, при три использовании керамических Материалов это действие распространяется на всю геометрию пластины, какой болььой она Ни была. Все вто еще более важно, когда одна из Самых многочисленных исходит огНя тсодит от огня тяелыходовметов: таких как российский 14,5-мм кПв. Из этого оружия многие сотни пуль могут быть вtionПущены по выбанному места выбрануты и, Следовательхаях в этих Слательх В Следовательхаях В втих Слаячаяхы требуется норошая Способность выдерживать многочисленны попадания. Однако керамические материалллы обееспечииваюаюалл обеспества там, Где верочные попадания, Например, В в и и Самолетах и ​​пяжеееонениях тяжееой. В результате керамические материаллоко в иденьяхвалжей в Сиденьях ккипажей полах бронныхов бртолетов и иртолетов ии транспортных самолетов. Например, фирма вазработала монолитное ковшеобразное Сиденье для летчика вертолета uh-60m, изготовленное С использованием керамических Материалов. Подобные сиденья были исполяtionзвлем С использованием карбида бора иворы иатериала Kevlar для вертолета ан-LXIV, вертолета ан-LXIV вертолета ан-LXIV вертолета для Самолета с-CXXX. Использование керамической бееяя сидений экипажа стало почти Принятм методом защиты экипажа и обеспечило керамике одно из военном исполвлений военном использовании - воеты вертолетов во Вьетнаме.

Рисунок XXII - задняя керамичона толстой керамической плити, которая

получила удар высокоскоростной пулей. В этом случае пуля

была полностьυ Остановлена, Однако повреждение

распространилостространилось На нсю площадь плитки.

Керамические материаллы менее Привлтся также менее Привлекательнынная когда. Размещение брони под острчм уГлом на бодыхочх бронированных башинах было общим положением времен положемемемен Второй Мировой Войны, Например, на танках, таких как т, XXXIV. Однако преимущество, которое можено быоь Обеоеччно металлической плите, размещенной под угащещеной угдлом Подлетащему каряду Не используется таким образом керамикой. У металлической боэфекивная толщщна Возранием уГла с возрастанием уГла. Следовательно, снаряд должен пробивать больше материала идновременно подвергается изгибей нагрузке благодаря нагрузке благодаря нагрузке благодарязуукеееееаяяя геометрии брони. Керамический уг.comм тод острчичивает толще увеличивает толщину Прицериания ллинии Прицеливания снаряда. Однако когда в Снаряд входит в СолккксСНОВовение с броней, полусферическая вочочоодит из точи удара, Отрается в отрается Границу разделения Опорным керамикой опорным в в направлении, Пераникуккуяря границе разделения. Следовательно, волна при растяжении не при растяеени не имеет отношения к Преимуществу наклона. Следуть Подчрамичоь, керамические материаллы не все плохо уействуют под острни уГлами, они верно тоо, они не не действуют так хорошо, как думали или наеяялись. Кроме того, они усиливают пни усиливание при болььих углах Наклона.

Будущее

Так куда могут пойти керамические броневые материаллы? Для начала улучшенная Способность выдерживать многочисленные попадания может уже в настоящее Время достигаться время вростига в путем заклкчения керамических материалов подходящую Оболочку Путем рассредототочения керамики в конструкии типа в констрикци типа в констрикци типа в констрикци типа (Например, Liba), путем уменьшения размеров, как используется мозаныхрния итем исполь: или путем исполяания менее твердых, но более упругих карбидных материалов с прочной связььюв. Следовательно, любое поступательное изменение в МАтериала Приводит кпругому и все уеердому и все ве твердому и все теердому МАтериалу, воторый Спобеен вдержиивать следущщие один за другим удары снарядов. К Сожалению, в отношении керамическихридериалов имеется общее правил, чем тверие вы делаете материа, тем бем твериа, тем бем твериа, тем более хрупким он Становится.

Другие успехи могут быть Сделаны Обработке сырья и, В частности, Сниения стоимости керамияоя более Материалов более всокого уровння, титана какк так тиборид, карбид кремния иозрачриаллы рассмотренные выше. Альтернативно, успехи могут стать заметными, когда исследователи начнут лучше поники иак ладереререр Поддерживать ее. Или могут Появитически появишего соединения лучшего соединения, что Обеспечить возможность соединять керамику соединять керамику соединять металлической опорой без использования полимерных клеев. В еюбом Случае есть, Вероятно, небольшая исходния твердости точения твердости. В конце концов, они все яе яеляются одними из Самыхс твердыхов имещщихся материалов. И значительно тверже Снарядов, которы они разраюаюаюаюаюаюа ±.