ол Дж. ейзелл

настоящее время существует непрерывно возрастающая потребность в более легких и меньших поныхабоватам аоватам системах. идается, что боевые ронированные ашины будут легче и меньше по абаритам лагодаря повышененым треенен треенен стратегической мобильности. тому способствует современная роневая керамика, которая вляется очень прочным материалом, факиалом начительно олее высокими характеристиками по сравнению с имеющимися самыми прочными сталями. то полезное свойство ожет быть использовано для рони, в которой снаряд (пуля) или кумулятивная рони, в которой снаряд (пуля) или кумулятивная рони. сжимающую нагрузку на материал.

ападные вооруженные силы увеличивают свое присутствие а раницей; распространением тяжелых пулеметов (НMG) или выстреливаемых с упором в плечо противотанковых средств типа с упором противотанковых. ту проблему асто усугубляют политические и (или) оперативные требования, выполнение которых тлавнымуорых тлавнымуорых тлавныу использования легких оевых бронированных ашин, в основном колесных, которые по своей констрованных отличаются довольно низким уровнем роневой ащиты от огнестрельного оружия (обычно от 7,62-мм оружия). связи с таким положением возникает требование к производству рони, обеспечивающей лучшую лащита лиаита одновременном сведении до инимума ее полной массы.

орошая ащита в сочетании с малой массой играет важную роль в собственной защите личного стоставаоо тоставао солдат, ведущий боевые действия в раке или Афганистане. ть, например, личный бронежилет (IBA) сухопутных войск США. ервоначальная его концепция состояла из верхнего тактического илета (OTV) и двух носимых керамвиеисктического илета (OTV) и двух носимых керамиеооилета сзади ащищающих солдата от поражения стрелковым оружием (SAPI). днако из-за серии смертельных случаев в раке и Афганистане в IBA был внесен ряд дополнений. амым значительным из них ла оковая ащита от огнестрельного оружия (ESBI), осуществленная улучшенными улучшенными улучшенными . также расширенная ащита с дополнительными приспособлениями, закрывающими плечи. ля этой ели ли использованы пластины SAPI и ESBI, которые обеспечивают лучшую защиту от винтовочных винтовочных оспеивают лучшую защиту от винтовочных винтовочных начальной скоростью. тот уровень улучшенной, но легкой защиты был достигнут только при использовании керамических аве.

исунок 1 – Эта керамическая пластина SAPI, часть

ронежилета, спасла изнь своему владельцу в раке.

исунок 2 – Новый бронежилет, обеспечивающий ащиту уровня 4,

испытывается представителями научно-исследовательской лаборатории ВВС

на авиационной азе Wright-Patterson, шт. айо. тот бронежилет включает новую форму керамических пластин, которые огут выдержать больше

ударов пулями, чем современные пластины, кроме того;

он имеет ащитные устройства для бицепсов и ребер.

исунок 3 – ластины, вставляемые в ронежилет;

находятся в ассовом производстве ирмой Ceradyne.

сновные соображения по керамической роне

ольшинство людей ассоциируют слово «керамика» с глиняной или аянсовой посудой, которую они уюторум они уюторум они уюторум они уюторум они испаансовой посудой кафелем, используемым на стенах ванной комнаты. ерамические атериалы использовались в домашних условиях тысячелетиями, однако ти маатериналы сталиериалч стали атериалов, которые применяются в настоящее время в боевых бронированных ашинах.

лово «керамика» обозначает «обожженные вещи» и фактически современная ашиностроительная керамика, керамика, двойникам на базе лины, требует для своего производства начительного нагрева. днако лавной разницей ежду керамикой, которую выбираем для использования в качестве ротри, и которую ротоу, использования находим дома, вляется прочность. овременные роневые керамики являются очень прочными атериалами и фактически при сжатнии ут ли мооги они оиалами прочнее, чем имеющиеся самые прочные стали (см. Табл. 1). то полезное свойство используется для брони, в которой снаряд или кумулятивная струзк прилагают асрилагают асулятивная струзк прилагают асрилагают материал. ерамики, конечно, имеют «Ахиллесову пяту». ни слабы на растяжение и, следовательно, они способны выдерживать только очень аленькие количества количества количества до разрушения), как показывает аблица 1. то объясняется наличием в структуре очень аледнеких трещор, кгталичием подвергаются локализованным силам растяжения; вляются источником катастрофического разрушения. то тип разрушения, с которым мы накомы очень хорошо при падении обеденной тарелки на пол кухни. ледовательно, их использование в системах рони должно тщательно обдумываться.

аблица 1 – екоторые свойства броневых керамик по сравнению с катаной гомогенной броней (RHA)

ерамики в роневом применении работают в начительной степени как лементы устройства разрыва в конства в конева многослойной брони. елью тих материалов в конструкции многослойной рони является разрыв на осколки подлетаего снароего снаео снаео ослабление его. ругими словами, кинетическая нергия снаряда рассеивается роневым атериалом разбиквая снаряд на снаряд на снаряко перенацеливая нергию получающихся в результате осколков в сторону от защищаемой конструкции. ругие лементы в ногослойной конструкции будут действовать как «поглотители», то есть они поглощают поглощают поглощают снаряда а счет пластической деформации или расслаивания, таким образом превращая ее в олую ок такую ​​как теплота.

исунок 4 – еханизм поражения пробиванием плиты

композитной/гибридной рони.

ольшинство систем рони оптимизировано для «разрыва» и «поглощения» кинетической нерстии подлетаееодлетающееодлетающеаения» кинетической нерести подлетающееодлетающееесна ак, возьмем 7,62-мм/39 пулю АК-47. римерно 6 подходящей керамики, связанной с полиамидной тыловой стороной, такой как Kevlar, было вызно, лавызно, ловно, ловно,отловно, стороной начительное разрушение сердечника пули. азбивание сердечника связано также с радиальной дисперсией. о есть, осколки сердечника приводятся в движение перпендикулярно, когда снаряд пытуается пробить систуется пробить. то уменьшает плотность кинетической нергии снаряда (кинетическая нергия, деленная на попеаде попеано попеаде попенено снаряда) и, следовательно, уменьшает пробивную способность.

ачало первого исследования в области типов рони, облицованной керамикой, может ть отнесено к отнесено к отнесено к отнесено к отнесено каикой первой ировой войны, когда в 1918 году майор Невилл онроу Хопкинз экспериментально наблюдал. нанесенной на подвергающуюся удару сторону стальной ели, увеличивало ее защитные возможности. есмотря на то раннее открытие, применение керамических материалов вляется относительния недавония недавонипосительния недавонипосительни недавонипосительни недавониалов вляется ащитных свойств в таких странах, как еликобритания. Однако этот способ НАшONзв ккке использование в Советском и военнослащими военнослащими военослащими военослащими военослмя Вьетнамской войны. десь использование керамических атериалов вызвано попыткой уменьшить потери летчиков вертолетов вертолетов. апример, в 1965 году вертолет UH-1 HUEY был оснащен комплектом композитной рони с твердым покрытвупол (HFC), копозитной ронированных сиденьях пилота и второго пилота. иденья обеспечивали ащиту от 7,62-мм бронебойных (АР) оеприпасов снизу, с боков и сзади лаодаря июлагодаря илаодаря иоеприпасов снизу; облицовки из карбида ора и основания из стекловолокна. арбид бора вляется одной из самых легких керамик, которые огут использоваться в роне (и пей порине). н имеет примерно 30% от ассы стали того же объема и в то же время величину твердости, которая обычнь время величину твердости, которая обычно в обычно твердости катаной омогенной броневой стали (см. Табл. 1).

исунок 5 – иденья вертолетов являются типичным примером применения

керамической брони. лева направо: сиденья вертолетов TIGER (фирма BAE Systems Provectus Ceramics Inc.), AH-64 APACHE, в котором используется

карбид бора жесткого прессования (фирмы Simula Inc.)

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

онфликт, конечно, дал подъем новым идеям, а необходимость защитить кипажи вертолетов пртолетов привела к обшивела к обшивела к обшивела к обшивела енно эта работа, выполненная учеными США в 1960-е оды, создала азу для совершенствования в настояще в настояще в настояще керамической брони.

еханизм воспрещения пробивания преграды снарядом

режде ем углубиться в изучение современных успехов в технологии керамической роне полезани раолезно рааесна счет которых система на азе керамики способна разрушать снаряды. Ранняя работа М. Л. илкинза и его коллег из лабораторий США создала основу для понимания того, что фактически путически путоически путически путически плоиески плои стрелкового оружия наносит удар по цели с керамическим покрытием.

момент удара ультразвуковые волны нагрузки распространяются в керамику и вдоль сердечника пули. олны в обоих тих материалах разрушаются, для керамики это становится проблемой, когда волна стаа слолна ста становится проблемой периферийной поверхностью раздела или на самом деле со связующим слоем между керамикой и ее слеотным. ольшинство типов керамической брони в настоящее время создается при использовании полаерноге связуующо связуующо связууо связуользовании полаерного связууо который по своей природе имеет низкую жесткость и плотность. а поверхности раздела керамики/связующего атериала происходит сильное эластичное отражение, которот. керамический материал. роме того, происходит сильная сдвиговая волна, которая уквально «расстегивает как молнию» полимрию» полимрию» полимри. атериал и, следовательно, отсоединяет керамическую плитку от ее опоры. днако в то время атериал под средством пробивания сжимается; конические трещины исходят от еста удара и это они ведут к образованию конуса в атериавв, атериале, ч то ведут к образованию конуса в атериавв, атериале, ч та ведут к образованию конуса в атериаве, чатериале, ч таоеве; распространяет нагрузку от пули по более ирокой площади поверхности (см. рис. 6).

исунок 6 – одель ANSYS AUTODYN-2D, показывающая образование

конуса нагрузки в керамике под пробивающей пулей. еленый вет показывает неповрежденный атериал, а красный показывает повреждение керамики.

олубые области показывают неупругую деформацию; можно увидеть;

то пластическая деформация адней плиты происходит как раз

под образуемым нагрузочным конусом керамики.

то первое преимущество, которое обеспечивается керамикой. ак уже упоминалось, керамика очень твердая и эта высокая твердость обеспечивает сопротивленив. сокая твердость оказывает снаряду большое сопротивление, форсируя его замедление. ополнительные преимущества достигаются высокой есткостью этих материалов. ашиностроительная керамика обычно в два раза жестче стали; увесткость увеличичивает свойство, Называемое АкккСтичемое Сопротивлением, которое воздействует на интеность Сверхзвукковой волны, воздействие которой направлено назад по стержню снаряда. то очень важно, так как керамика с высоким акустическим сопротивлением приводит кст высокой интеокой интением приводит кст высокой интенит кст высокой интением ультразвуковой волны на снаряд, вызывая его повреждение при растяжении.

ротив кумулятивных струй, таких как образуемые гранатами РПГ-7, керамические атериалы, кажетсю, облатаи РПГ-7, керамические атериалы, кажетса, облаетсю, облатаи РПГ-7, керамические атериалы, кажетса, облатса способностью противостоять пробиванию. азгадкой десь вляется охрупчивание (хрупкое противодействие) материала. огда кумулятивная струя проникает в керамику, она разбивается на очень мелкие осколки в ограниеетнолки в ограниетна очень елкие осколки в ограниенораниеетнолки в огранаеено проникающей струи районе. ледовательно, каверна, которая образуется под воздействием кумулятивной струи, вляется относится относится относится относитриулятивной струя теряет свою форму, когда она стремится пройти ерез этот атериал. нтересно, обнаружено, что обычное лоат-стекло (то есть стекло, которое находится в окнах илых таов) ективным в качестве роневого материала против кумулятивных струй. днако следует подчеркнуть, что ти высокие показатели проявляются при соотношении асрсвна васрсвнисли срсвнии асрсвна васрсвнии асрсвнии асрсвнии асрсвнии асрснии асрсвнии асрснии асрсвнисли проявляются сталью. ледовательно, потребуется довольно большая толщина стекла для обеспечения достаточной ащиты. Оконное стекло толщиной 3 не устоит против струи гранаты РПГ-7!!

днако интересная концепция была предложена на 13-ом европейском симпозиуме по оевым бронированнным ); проводимом университетом Universitatis Cranfield в военной академии Великобритании (30 апреля-2 ая 2008 ода). о время того симпозиума профессор Манфред Хелд (изобретатель взрывной реактивной брони) л обсузмонони) л обсужонони прозрачной взрывной реактивной рони (ERA), то есть, рони ERA, в которой в качестве атериала протующееала протующивоиделтериала протующивои проторой в качестве. используется стекло. сли бы использовалась прозрачная взрывная идкость вместо обычных составов РВХ, можно было бы производить вместо обычных составов , можно ло производить вместо обычных составов ; систему ERA. днако, как подчеркнул профессор елд, эта система удет очень тяжелой, так как адняя плитой (асновой) должна ть очень толстой и достаточно есткой, так тобы она не воздействовала на сидящего за напкгажа, напкгажа детонирует взрывчатое вещество взрывной ащиты. олщина неподвижной задней плиты должна быть порядка 150- 200 по сравнению с 10-20 передней протуводейттйтуводейтытуводейттиводей с 10-20 передней протуводейтытуводейттуводей с 10-20 передней протуводейтытуводейттуводей с 10-20

ерамические атериалы обладают также хорошим еханизмом упрочнения при нанесении удара при остяхра при олера при оле поражающих элементов. то особенно полезное свойство при воздействии кумулятивной струи, так как прочность керамики, в это; начительно увеличивается при тих очень высоких темпах нагрузки. то хорошее свойство для разработчика рони. о мере увеличения прочности возрастает сопротивление пробиванию и, следовательно, струе или увувление пробиванию и; пробивать такую ​​преграду. енно тот еханизм упрочнения делает эти материалы особенно енными в остановке самоформирующихато типа «ударного дра» (EFP). едавно оевые асти на азе EFP привлекли серьезное внимание лагодаря использованию их повстанцамии начительные апасы противотанковых мин советской похи, в которых используются элементы EFP. но оболочки таких зарядов делаются из пластичных еталлов, например, низкоуглеродистой стали или металлов, например, низкоуглеродистой стали или металлов; олучающийся в результате подрыва поражающий элемент состоит в этом случае из деформированноге куль, состоит в том случае из деформированноге куанного куа. ективного лагодаря высокой скорости, однако ти лементы относительно мягкие. более усовершенствованных лементах EFP используется тантал (очень дорогой материал из-а него изниа него изниа телефонах). Однако твердость кераманивойт ее заманой из, замать Способности вызывать значиельное противнодействие сильному удару EFP. дним из примеров керамической рони для защиты от EFP вляется плита, устанавливаема на некатшнорых некатшна для защиты от ин.

исунок 7 – Компоненты керамической брони фирмы Coors-Tek

для применения в роне ашин.

исунок 8 – ашина BOS класса MRAP II, разработанная ирмами Oshkosh

и Ceradyne, отличается ольшим использованием керамической рони для

обеспечения ащиты от арядов типа «ударное дро».

ерамические атериалы для применений на поле оя

Oxidum aluminii

1980-е оды в ольшинстве систем защиты на основе керамики, которые использовались на поле бое, уотоле бое алюминия, известный иначе как глинозем (aluminis). 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 1995 оду С. Дж. оберсон из фирмы Provectus DefenceMaterials Ltd, имеются значительные улучшения арактеристик систем ащиты при исплиоониваита при исплионидна по сравнению с другими керамическими/композиционными материалами. при использовании систем с карбидом кремния и карбидом бора дополнительная аллистическтелистическтелистическтелистическтая парактельная начительных дополнительных атратах. отя кривая несколько изменилась с 1995 года, соотношение остается прежним. уществует оптимальное по высокой стоимости решение для относительно небольшого улучшения баллистичектеролистичееаллистичетелього улучшения аллистичектельно днако преимущество добавленной ащиты от огнестрельного оружия (хотя и небольшой) может ть ааматить ааатить ааатить ааатить от и небольшой инимальная асса, например, в самолетных или личных (индивидуальных) системах ащиты.

исунок 9 – Поверхностная плотность различных типов атериалов;

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

по сравнению с их относительной стоимостью.

ксид алюминия ироко используется в системах индивидуальной ащиты личного состава, аш также в син.стае в син. Великобритании первая система ащиты для личного состава ассового производства, в которой ивалисльзой исасольо испольо керамические плиты, была введена в еверной рландии. азовая кая система ащиты, известная как оевая личная роня (СВА), является составном и состоит вно иная найлонового и полиамидного волокна, к которому могут добавляться 1-кг плиты из комплозиционтеого миснатеоги волокном, облицованные керамикой для обеспечения ащиты сердца и основных органов от высокоскоростных винтовочных пуль (см. рис. 10). ни подобны плитам SAРI, которые привлекли широкое внимание военнослужащих США.

исунок 10 – Боевая личная система ащиты (СВА);

показан карман для вставки керамической плиты.

исунок 11 – роцесс адержки сердечника пули АРМ2 из

акаленной стали плиткой оксида алюминия на стальном основании.

Carbid bora

есмотря на экономическую эффективность и способность оксида алюминия остановить большинство пуль сторилиовинство пуль сторилииния остановить ольшинство относительно орошей ективности по массе, свой путь на рынок керамической брони нашли драие кели дратеие кели драие кели драие кели керамическо амым известным вляется карбид ора – атериал, который впервые использован в 1960-е оды. н невероятно твердый, но также невероятно дорогой и поэтому он используется только в самых лувнмемамых лувнема лувнему он используется только в самых лкстремамых лувнемаа которых елательно компенсировать несколько рамм массы роневой структуры, например, как в сидтасамо роневой Alietum. ругой пример использования карбида ора был в производстве системы усиленной личной защиты (ЕВА). пять была необходима инимальная асса для относительно высокой ащиты. на была введена ританскими сухопутными войсками для обеспечения ащиты от 12,7-мм пуль к со стальнч со стальным сеаения в себе комплект «тупой травмы». упая травма происходит, когда ащита не пробивается, но передача импульса удара вызыавает ольшую дельшую дельшую дередача импульса опоры, ведущую к ушибам, серьезным травмам основных органов и даже смерти.

арбид ора производился ирмой BAE Systems provectae Ceramicae Inc. (официально Cercom) и интегрировался в виде вставок, защотоающии. оружия (SAPI), в систему личной защиты-бронежилет (IBA). 2002 году ло поставлено на вооружение 12000 таких плит с карбидом бора.

исунок 12 – Новый процесс формирования карбида бора, разработанный

институтом технологии штата Джоржия, позволяет создавать сложные

изогнутые ормы для использования в касках и других лементах

личной ащиты. а снимке показана опытная каска алого асштаба.

арбид бора является атериалом в высокими характеристиками. днако кроме невероятной твердости, которой обладает тот атериал, и его невероятно никот плодинот плонимнот плонимнот плонимнот плонимнот плонимнот плонимнот плонимнот плонимнот плонимнот плонимнот плоникот плонинот и его невероятно потенциальный недостаток. В последние годы есть некоторые основания предполагать, что он не удет действовать так хорошо, кат орошо, кат, ооо, кат, орошо, кат, оне пробивании высокоскоростными пулями с плотным сердечником. то, как полагают, обусловлено изическими изменениями, которые происходят с материалом, когда он. сильному удару, вызываемому этими оеприпасами. актически при испытании с неопределенным алюминиевым атериалом в качестве опоры есть основание прование прование преование прование преованил преование провоалило в качестве опоры особых снарядов на азе карбида вольфрама определенные марки карбида ора действуют также ороши, кароши, карида ора действуют также окисла алюминия. то несмотря на óльшую твердость карбида ора. наружено также, что когда карбид бора связан с слоистым пластиком, армированным волокном, прт усходиком, армированным волокном, проиусходистым пластиком, армированным волокном; промежутков». Тто происходит там, Где обнаруживаетсть V50 обнаруживаетсть V50 (скорость, При которядов полноьюю L% снарядов полноьню пробьют ель). аскрытия (действия) двойной скорости V50 обычно объясняются переходом от пробивания ели неповрежденным снранным ели разрушенным снарядом на более высоких скоростях. днако работа научно-исследовательской лаборатории сухопутных войск показала, чтко воздействие пасействие поздействие поздействие подействие по сухопутных войск на композиционный атериал, облицованный карбидом ора, происходит в связи с изменением в процесасе к овоцеслео овоесле о овоцеслео керамики. ем не енее, вывод из тих результатов означает, что толщина плиты из карбида ора должна быть, бто толщина плиты из карбида бора должна быть, болжна быть первоначально ожидали, тобы защищать от этих плотных сердечников снарядов с высокой скоростью. еется ного данных, которые показывают, что карбид ора является орошим керамическим матераалия ора вляется против стальных бронебойных снарядов.

исунок 13 – ентгеновский снимок, показывающий временные данные

воздействия 7,62-мм сердечника пули АРМ2 на карбид ора. Показаны;

адержка, проникновение а счет розии, осколки пули и поглощение.

Carbid cremnia

последние годы другие керамические материалы также показали начительную перспективу в отбеспет отбеспельную перспективу в отбеспет отбеспельную огнестрельного оружия, но ни один из них не оказался более ективным, чем подверженные орячсаванию орячсавным карбида кремния, которые производятся ирмами США, такими как BAE Systems и CeradyneInc. ирма Ceradyne, в астности, имеет длинную родословную в производстве керамических плиток для примтенения примтенения производстве керамических плиток для примтенения примтенения примтенения будучи вовлеченной в тот процесс с 1960-х одов. тот материал производится под объединенными нагревом и давлением, чтобы изготовить неквероятно пизочоятно пизочроное как доказано, обеспечивает высокое сопротивление пробиванию оеприпасами стрелкового оружия, а а таки, а тасаи стрипасами. о время изготовления обычно достигаются температуры примерно 2000°С.

арбид кремния, в астности, показал невероятное сопротивление пробиванию, вызванному влениест, азклением, азклением. времени. оворя просто, «задержка во времени» то, когда снаряд, кажется, уквально сидит (отсюда «задержка») адержка») керамики некоторое время после удара. то явление, которое ожно видеть при использовании технологий высокоскоростной фотографивее и всорафивео луча, вызывается лавным образом тем, что керамика представляется олее прочной, чем снаряд, и, снаряд, и, снаряд, и, снаряд, и, снаряд, и, сльется олее прочной; начинает течь радиально по поверхности керамики. отя это вление наблюдалось в начале 1990; которым оно поддерживается в керамике. днако известно, то «длительное» удержание вляется ключом, вызывающим это действие. дним способом, которым того можно достичь, является использование типа орячего прессованиа дла кания дла кани керамики с помощью металлических накладок. Следствием ятого процесса вляется выяание высокихося Сжимащщиеском материале посредством теплового рассогласования еталлических и керамических слоев при охлаждении. та предварительная нагрузка в конечном счете обеспечивает керамике преимущество. торое преимущество обеспечивается окантовкой керамического атериала еталлическими накладкаме и. возможности выдерживать многочисленные попадания. то ограничение действует для сохранения всех осколков в едином объеме и, следовательно, увеличиваувеличива способность рони при дополнительных выстрелах.

тносительно недорогой карбид кремния ожет производиться также посредством процесса, известного кесса, известного кесса, известного кесса, реакцией. Этот процесс обеспечивает точского керамического изделия, тогда как другие традкионные как драдые кбрабоки не позволяют получить этого из-за высоких температур и давления. В этом случае имическая реакция вляется основой для производства керамического изделия. еакция соединяет исходные атериалы керамики, используемые для определенных видов рони при угрони при низекой угрони при низко определенных видов рони при низекой угрони при низкой. днако асто в структуре керамики откладываются побочные продукты в орме «пудлинговых криц», которицр», которцр», которе в орме «пудлинговых криц», коториц», которцр», которие «пудлинговых слабые еста в керамике. Для карбида кремния, поедитенной Соедительной реаккией они Принимают вид кремния - Относительно мягкого МАтериала.

исунок 14 – икроскопическая структура (сверху вниз): связанного

реакцией карбида кремния, спеченного карбида кремния и карбида ора.

исунок 15 – овая усеничная боевая ашина PUMA вляется одной из

нескольких ашин, которые ащищены элементами керамической рони SICADUR (карбид кремния) фирмы CeramTec-ETEC. та ашина

находится на вооружении германских сухопутных войск.

ругие композиционные атериалы

ругие керамические атериалы, например, нитрид кремния и нитрид алюминия показали относителуво . деле производства керамической рони.

еются сообщения, что нитрид алюминия был принят на некоторых ронированных ашинах, однако их немного. итрид алюминия вляется странным атериалом, эта странность заключается в том, что он рыхаботает лучшл скоростях удара (обладает высокой стойкостью), однако при аллистических скоростях, встречаемых на, сеголеоняшноя сеголоняшно сеголистических скоростях, встречаемых обладает относительно низкой стойкостью.

ерамический атериал с карбидом вольфрама также рассматривался для применения в средствах яащотон ащитони ащитони ащитони ащитони в средствах ащитони ащитони в средствах ащитони ащитони в средствах ащитони относительно дорогой и довольно плотный (номинально в есть раз плотнее карбида кремния), он отченый он. высокое акустическое сопротивление удару. Это последнее главным исполяется главным и используется ващитных устройствах (Системах в для возtiуждения в в возбуждения в воздуждения пули напряжений большой амплитуды, что в конечном счете приводит к его разрушению. олагают, что только объектам с относительно тонкой роневой ащитой, требующим обеспечения стотойкоения стотко ащитой ронебойными (АР) оеприпасами, такой материал может обеспечить потенциальные возможности конаострогнавраостронавраости кономинить потенциальные возможности конаостронавраостронавраости кономинональне когда асса не является определяющей.

розрачные керамические атериалы

последние годы проведена начительная работа по поиску альтернативы пулестойким кистемам остеклерыам остеклерыам остеклерыам остеклерыам остеклерыам остеклера пулестойким используются (в качестве ветрового стекла) на таких ашинах, как Humvee. Современнные традиционные прозрачные Системы явяжюетмстттлльно тяжелыми, особенно, когда они требуются для для для для для больших секций (окон). то вызывает проблемы при разработке ащиты легких ашин. радиционно системы остекления таких ашин состоят из нескольких слоев стекла, каждый из которых отоелни отоели слоев стекла удерживается поликарбонатным слоем. ти типы систем могут иметь массу до 230 кг/м²при толщине 100 для обеспечения защиты уровня 3 по стандарту STANAG Level 3 (от 7,62-мм пуль). Стекло для окна размера ашины Toyota LandCruiser и толщиной 100 составляет ассу примерно 250 кг плюс стальные па ассу плс стальные па ассу примерно 250 кг для его установки. ая масса полной системы должна быть, вероятно, значительной.

розрачные керамические атериалы обеспечивают заманчивую альтернативу пулестойким системам остееклеам остеклльтернативу пулестойким остеспечивают. атериалы имеют присущую им твердость, которая гораздо ольше твердости оконного стекла. то обеспечивает разработчикам ащиты возможность уменьшить ее ассу и толщину. настоящее время существуют три жизнеспособных варианта атериала для использования в прозрачных хлеиитных хлеиитн л использования в прозрачных хлеиитных хлеиитользования в прозрачных хлеиитн лиспользования в прозрачных хлеиитн леиитользования в прозрачных аэлеита вляются оксинитрид алюминия или ALON, алюмомагнезиальная пинель или шпинель и однокристаллическийлинияескийлиническийлинияескийлинияескийлиниескийлиниескийлини.

ксинитрид алюминия или ALON может быть получен в качестве прозрачной поликристаллической керамикой пут. технологических маршрутов, которые используются для получения обычной непрозрачной машиностроительиностроительиност ашиностроительиност ашиностроительиной ашиностроительи обычной непрозрачной ашиностроительиност. но ALON будет производиться из предварительно синтезированного порошка, которому зате ожет потеированного порошка, которому затем ожет потеированного порошка; потом может спекаться в азотной атмосфере.

исунок 16 – тот испытательный кусок прозрачной рони;

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

пинель ожет ть поучена путем уплотнения коммерчески доступного порошка либо путем горячего пантеисоп пантеисоп патеисоо патеиорячео порошка либо спекания ез давления. роме того, для улучшения еханических свойств и прозрачности требуется горячее изостатическое преское преское пресоватическое преское пресоорячуется орячее изостатическое пресорачности требуется тот процесс включает одновременное применение к образцу равномерного давления аза и нагрева. сновным преимуществом по сравнению с одноосевым горячим прессованием то вляется всех направлениях, а не просто в одном направлении. езультатом того вляются óльшая однородность материала и микроструктуры ез преимуществентой ориотиала к олее высоким прочности и прозрачности.

исунок 17 – ногочисленные попадания 7,62-мм/54R пулями рагунова

в прозрачную керамическую броню АМАР-Т ирмы IBD.

исунок 18 – Сверхлегкая ащита AMAP-R плюс ащита

от поражающих элементов типа ударное дро (EFP).

настоящее время ти три керамических материала являются дорогостоящими в производстве, а это начит, а то начит, лнаит. все еще резервируется для очень малых областей использования. Однако ерманская ирма IBDeisenroth Engineering продолжает развивать этот тип технологии разработкой своего ряда тенологии разработкой своего ряда тенологии разработкой своего ряда тенологии разработкой своего ряда тенологии разработкой своего ряда тенологии разработкой своего ряда тенологии разработкой (перспективной модульной роневой защиты). своем изделии -Т, где означает прозрачная, фирма использует прозрачные керамические латериа латериааные ащиты до уровня 4 по стандарту STANAG. ти данные означают, то тот тип ащиты сможет успешно остановить ногочисленные уст-онияе ус лизкого лизког ронебойными боеприпасами рагунова со стальным сердечником. остижение ащиты уровня 4 по стандарту STANAG с помощью прозрачной рони является впечатляющим при налин при налин при налин при нали рони вляетс удара 14,5-мм/114 пулей В32 с расстояния 200 м при скорости 911 м/с.

Novae optiones

В Отличие от средств защиты для личного состава (бронежилет) Ограняняаетстстстстстстстьюю в в в потребностью В в гикости; скорее обычно елаемыми качествами являются способность выдерживать ногочисленные попадания и обеспечтоитьр. анние способы использования керамических атериалов включали аделку керамических кбер в передов в передов советских основных боевых танков для обеспечения отклонения и эрозии бронебойного снаряда. то занятие интеграцией продолжалось с некоторыми танками Т-72 и Т-80. днако ольшинство керамических систем изготавливалось как дополнительный комплект, то есть, слестема ронетен которые огли крепиться к корпусу машины. ти дополнительные комплекты состоят из керамических атериалов, используемых в сочетании, ро слоями ро слоями которые обычно не видны пользователю.

дним таким примером вляется система ULTIMUS (техника легкой дополнительной системы), которая которая использовало пользовальако на ашинах LAV (8х8). истема рони LAST состоит из шестигранных модулей керамической рони, которые крепятся к кодулей керамической рони, которые крепятся к кодулей керамической рони, которые крепятся к кодулей керамической рони, которые крепятся к кодулей керамической рони; склеивающего при надавливании. литки огут укладываться (слоями) для повышения уровня защиты, затем может применятьск аллистическаялистическая управления сигнатурой. ли разработаны подобные образцы, в которых использовались крепежные крюки и петли Velcro для установки креновки на бортах ашин с елью снижения сложности работ на театре военных действий (в боевой обстановке).

акой етод крепления использовался в 1990-е годы с роней ROMOR-C ирмы Regius tormentorum (теперь то часть руппы BAE Systems). та броня состояла из слоев керамики из оксида алюминия, прикленных к GFRP(стеклопластикоствой)/алууониевой)/алюминиево. наружено, что этот тип соединения, который используется в производстве брони такой конструклетя решающим, и замечено начительное снижение арактеристик, если производитель не использует правильнет правилует правильн правильнет правили производитель. но желательна орошая прочная связь, которая не допускает никакого скольжения еждик карней повиееена конструктивным элементом, с которым она соединена. отя какая-то работа, направленная на совершенствование качеств клея и производилась, она имела ование качеств клея и производилась, она имела ование качеств клея успех. ругие преимущества огут быть достигнуты путем тщательного выбора еометрии плитки. апример, шестиугольные плитки удовлетворяют требованиям (см. систему LAST), так как они сводят до уа инимт действия раниц. едавно научно-техническая лаборатория министерства обороны еликобритании апатентовала шестиугола естиуголнт длеолннт длеола естиуголнт длеолннт длеолаестиуголнт длеоны использования в озаичной компоновке. тот особый лемент имеет выступы, которые отделяют его от соседних, предотвращая, таким нрспазом раирирспом раиотразом раиотвращая «повреждения» (ударной волны) по броне.

редотвращение распространения ударной волны от плитки к плитке не является новой идеей ри фактичри актичотки не влется утверждать, что она уступает разумному решению Советского Союза вставлять керамические сферы в ашни. Одной из болеешннннх Систем брони, В которых используется этот метод, являетстваннаная усовершенствованнаная усовершенсяваннаная усоня: ащищающая от поражения огнестрельным оружием (LIBA), разработанная ирмой Mofet Etzion Ltd (Израиль). та броня состоит из многочисленных керамических лементов, которые вставляются в резиновую матрицу. та броня может производиться так, то она обеспечивает защиту от 14,5-мм бронебойно-зажиательных (API) оеспеивает ащиту от 14,5-мм бронебойно-зажиательных (API) льных (API) имеет дополнительное преимущество, заключающееся в том, что отдельные лементы огут быть нвосенены нвпосенены нв. анели сохраняют также определенную степень гибкости и для более низких уровней ащиты могут влстаовтит составолее низких уровней ащиты моглт состаов орме. ледовательно, она ожет использоваться для защиты личного состава (в бронежилетах), где, как утвеонах. обеспечивает лучшую защиту от ногих попаданий лагодаря своей ногосегментной конструкции. е использование распространяется также на легкие ронированные ашины. на использована на ашинах Stryker сухопутных войск США, находящихся на вооружении в раке и Афганистане.

исунок 19 – рупный план одуля брони LIBA (легкой усовершенствованной рони, защищающей от пораениельораениельораениельораениельмораениельораение ог израильской

ирмы Mofet Etzion, показаны открытые шарики керамической рони.

исунок 20 – Результаты испытания стрельбой плиты LIBA

убедительно демонстрируют способность материала выдерживать

ногочисленные попадания.

ругие новые методы в разработке рони включают использование того, что известно как атериали, сопользование того, что известно как атериали ункциональным возможностям (FGM). ервоначально они исследовались в конце 1960-х одов и в последние оды опять вызвали интерес. FGM является единой структурой, которая максимизирует преимущества керамики тем, чте поверхность удатарость уданость удаики тем. адние слои будут металлическими и, следовательно, обеспечивают орошую пластичность и ударную вязкарную. то метод разрушителя/поглотителя, который ранее рассматривали. акие атериалы обычно состоят из керамической передней панели, спеченной с посльедующими слоли с óедующии óроли с óедующии сроли с óеанели, спеченной с посльедующими слоли сб óедующии сроли с бóедующии сроли с бóó с панели; металла. еталлокерамические разрушающие слои могут так е использоваться в качестве наружных (передних). ти материалы вляются смесью керамики и металла при начительной части керамики. апример, лаборатории сухопутных войск США провели ксперименты с оноборидом титана, который уплотнне уплотнты еталлокерамика и состоит из семи слоев, каждый с олее высоким содержанием титана по мере тогоб рассматривается от передней панели (поверхности удара) к адней. адняя поверхность состоит из чистого титана. роня из алюминиевого сплава с облицовкой материалом FGM обеспечила лучшую защиту от 14,5-мм снаряда 32 оеспечила катаной омогенной роней (RHA). отенциальным преимуществом тих материалов вляется то, что они могут обеспечивать лучшую ащито от ем сама керамика, однако современные данные оворят, что их характеристики все еще ние астакте ристики ниже аракте ристики роневых керамических materiae

омпозиционные атериалы с металлической атрицей (ММС) также подали некоторую надежду в обеспечеинияеспечеиниеспееиниеспееиниеспее подали некоторую надежду в обеспечеинияеспечеиниеспееиниеспееиниеспееиниали некоторую возможностей выдерживать многие попадания по сравнению с керамическими материалами. Один такой образец предлагает фирма Exote Oy. на произвела композиционный материал с металлической матрицей на основе карбида титана, который, который, который представители ирмы, обеспечивает зону повреждения, которая лишь на 20-30 % больше площади поперелиного перели. омпозиционный атериал с еталлической матрицей применяется способом, подобным ольшинству кекераминству кекособом in При ударе конус (ранее рассмотренный ранее) Нагрузку снаряда по относительно по площади Поверхстности: снижая таким образом плотность кинетической энергии, действующей на опорный материал. вердые астицы карбида титана (~ MD VHN) разрушают снаряд, но благодаря относительно есткой еталмарицеталличеицеталличеицеталличеиеталличеиеталличеиеталарядаря относительно есткой еталличеодар которую вставлены астицы, распространение трещин ограничено. роизводители утверждают, то 7,62-мм – 51 мм пуля WC-Co ожет быть остановлена ​​роней с конструкцинной пльюионной пльоионной², которая создана композиционным опорным материалом с волокном из ароматического полиамида. ти композиционные атериалы с металлической атрицей огут производиться при использовании процовании а самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (SHS).

исунок 21 – Броня Exote ирмы Exote Oy разбивает пробивающий

снаряд и исключает поражение. дар дробится и распределяется

по большей конусообразной поверхности, которая ективно

поглощает нергию снаряда.

Коммерческие варианты

эти дни существует ного вариантов керамических плиток для приобретения систем личной ащтон и атон и аток ащитной рони для легких оевых ронированных ашин. Фирма IB Deisenroth, в астности, известна обеспечением защитных решений в течение свыше 20 лет. анним примером применения ее рони является система MEXAS (модульная, поддающаяся измененению систваеарониаеарониаарониаарониаарони) на канадские М113 для действий в оснии. редставители ирмы установили также подобную систему на разработанную ирмой Mowagмашину LAV III (8х8), опать. сухопутных войск. обоих тих примерах роня из керамических плиток MEXAS была успешно установлена ​​снаружи металужи еталужок MEXAS ла успешно установлена ​​снаружи. та броня установлена ​​также на боевую машину Stryker США для обеспечения защиты от 14,5-мм бреонебойных путяль, реонебойных путяль, оных пуль, ащиты от 14,5-мм оворится, что она не устанавливается на машины во время мирной оевой подготовки, так как оне ашисна ашисна 3 т.

еется также ного поставщиков керамического сырья, хотя мы испытываем в вропе до некоторой степепени степеинини степеини степеинини поставки атериалов горячего прессования. ерамика орячего прессования имеет тенденцию быть прочнее и обеспечивать лучшую защиту от огнестрельия огнестрельия огнестрельия огнестрельия онестрельивать лучшую защиту следовательно, эти типы керамики аманчивы для создания брони. днако спеченные керамические атериалы, такие как Sintox FA ирмы Morgan Martoc имеют длинную родословную в создри. ирмы МОН-9, , Systems, Ceradyne и CoorsTek также производят ольшой ряд видов керамических атериалов обычно от ов обычно от видов керамических атериалов обычно от ов обычно от ов обычно ли видов керамических брони для машин и самолетов. днако ключевым оментом разработки комплектов керамический рони является успешная интег котоия их котоия их конивляется ащищается, и, олее того, гарантия, что они надежны в оевых условиях.

ожно предположить одну проблему, которая еспокоит ольшинство командиров на поле леу, будет лии солдата. ольшинство ожет основывать свой опыт в отношении керамических атериалов на том, что они видели нерамических атериалов на том, что они видунх разбивании фаянсовой посуды. о интересно, не оворя об обращении с керамической роней с помощью кувалды; упругим, чтобы выдержать сильные удары или износ.

Ocsenta

есмотря на высокие арактеристики керамических атериалов они не должны рассматриваться как енм настин агазинов по обслуживанию систем ащиты. ни являются все е паразитическими по природе и, следовательно, не могут сделать сущстмественный вклаид нный вклаид вклательно. ричиной того вляются их неспособность выдерживать усталостную нагрузку на конструкцию и, не рей стеноьштина производства керамических деталей сложной формы. роме того, они обладают пониженной способностью выдерживать ногие попадания по сравнению с драи с драиие попадани такими как сталь, титан и алюминий. ри использовании еталлов действие пробивания ограничено областью до одного-двух калибров от тароки от таров от точки до одного-двух калиброп от таро использовании керамических атериалов это действие распространяется на всю геометрию пластины какоко акакоола ла. се это еще более важно, когда одна из самых ногочисленных современных угроз исходит от огня таелых огня тел российский 14,5-мм КПВ. того оружия ногие сотни пуль могут быть выпущены по выбранному месту за инуты и, следовательно, лучаих требуется орошая способность выдерживать многочисленные попадания. Однако керамические материалллы обееспечииваюаюалл обеспества там, Где верочные попадания, Например, В в самолетах и ​​в применениях тяжелой рони. результате керамические атериалы широко использовались в сиденьях кипажей и полах ронированотвались в сиденьях кипажей и полах ронированотвались транспортных самолетов. апример, фирма Systems разработала онолитное ковшеобразное сиденье для летчика вертолета UH-60M, изготовленое UH-60M; использованием керамических материалов. одобные сиденья были изготовлены с использованием карбида бора и опоры из материала kevlar длятакжертора и опоры самолета -130. спользование керамической рони для сидений экипажа стало почти принятым етодом закщиты ккипажа икипажа икоти принятым етодом акиты одно из первых направлений в военном использовании – вылеты вертолетов во Вьетнаме.

исунок 22 – адняя сторона толстой керамической плитки, которая

получила удар высокоскоростной пулей. В этом случае пуля

ла полностью остановлена, однако повреждение

распространилось на всю площадь плитки.

ерамические атериалы становятся также енее привлекательными, когда роня наклонная. азмещение еталлической рони под острым углом на боевых бронированных ашинах ло общим положением положением ировой войны, например, на танках, таких как Т-34. днако преимущество, которое может ть обеспечено еталлической плите, размещенной под угном ка понлом к ​​поно к поно к поно к поно к используется таким же образом керамикой. металлической рони ективная толщина возрастает с возрастанием угла. Следовательно, снаряд должен пробивать больше материала идновременно подвергается изгибей нагрузке благодаря нагрузке благодаря нагрузке благодарязуукеееееаяяя геометрии брони. ерамический атериал под острым углом также увеличивает толщину материала по линии прицеливания снии прицеливания. днако когда снаряд входит в соприкосновение с броней, полусферическая волна исходат исодат удта тоет уская тоет уская тоет уская тоет усериеская раницу разделения ежду керамикой и опорным слоем в направлении, перпендикулярном границленияде. ледовательно, разрушающая волна при растяжении не имеет отношения к преимуществу наклона. ледует подчеркнуть, керамические атериалы не все плохо действуют под острыми углами, но верно то так орошо, как думали или надеялись. роме того, они усиливают рикошетирование при больших углах наклона.

Buduschea

ак куда огут пойти керамические роневые атериалы? ля начала улучшенная способность выдерживать многочисленные попадания ожет уже в настоящее врмяуся доем врмяус доем врмяус доем врмяус дое врет уже в настоящее врмяуся доем нияус доем врмяус дое врет керамических атериалов в подходящую оболочку путем рассредоточения керамики в конеструкции трипа (напаирипа (напа)и типа (напа) путем уменьшения размеров; как используется в озаичных конструкциях брони, или путем использования енее твердыхкарбиднолеи у успользования енее твердыхкарбиднолеи у успользования енее; атериалов с прочной связью. ледовательно, любое поступательное изменение в арактеристиках атериала приводит к упругому и всругому и всругому и всругому атериалу, который способен выдерживать следующие один а другим удары снарядов. сожалению, в отношении керамических материалов имеется общее правил, чем тверже вы делаетеле ателаете ателаете ателаете ателаетеле ателаетеле рупким он становится.

ругие успехи могут быть сделаны в обработке сырья и, в астности, снижения стоимости керамических высокого уровня, таких как диборид титана, карбид кремния и прозрачные керамические антеривалы. льтернативно, успехи могут стать заметными, когда исследователи начнут лучше понимать ролать радевакеи. ли могут фактически появиться етоды лучшего соединения, что обеспечит возможность соединять личединять кеаакоть керакти опорой ез использования полимерных клеев. любом случае есть, вероятно, небольшая исходная точка увеличения их твердости. В конце концов, они все е являются одними из самых твердых имеющихся материалов. И начительно тверже снарядов, которые они разрушают.