УСПЕХИ В ОБЛАСТИ КЕРАМИЧЕСКОЙ БРОНИ Пол Дж. हेजेल

В настоящее время существует непрерывно возрастающая потребность в более легких и меньших по габаритам боеваритам боевынхинх. Ожидается, что боевые бронированные машины будут легче и меньше по габаритам благодаря повышенным требование машины стратегической мобильности. Этому способствует современная броневая керамика, которая является очень прочным материалом, фактически она броневая керамика высокими характеристиками по сравнению с имеющимися самыми прочными сталями. Это полезное свойство может быть использовано для брони, в которой снаряд (пуля) или кумулятивная струя прилагаютивная струя прилагаютивная साहित्य

Западные вооруженные силы увеличивают свое присутствие за границей, где основная угроза представлена ​​значительным представлена тяжелых пулеметов (NMG) или выстреливаемых с упором в плечо противотанковых средств типа РПГ. Эту проблему часто усугубляют политические и (или) оперативные требования, выполнение которых требует главнымологлавимологимовит. боевых бронированных машин, в основном колесных, которые по своей конструкции и ограничениям по массе отличавном колесных броневой защиты от огнестрельного оружия (обычно от 7,62-мм оружия). В связи с таким положением возникает требование к производству брони, обеспечивающей лучшую защиту личменого сопнододству защиту сведении до минимума ее полной массы.

Хорошая защита в сочетании с малой массой играет важную роль в собственной защите личного состава, об этом знает , об этом збоет. ведущий боевые действия в Ираке или Афганистане. Взять, उदा., личный бронежилет (IBA) сухопутных войск США. Первоначальная его концепция состояла из верхнего тактического жилета (OTV) आणि двух носимых керамических вставок, защищающих солдата от поражения стрелковым оружием (SAPI). Однако из-за серии смертельных случаев в Ираке и Афганистане в IBA был внесен ряд дополнений. Самым значительным из них была боковая защита от огнестрельного оружия (ESBI), осуществленная улучшенными , боковымика боковая защита расширенная защита с дополнительными приспособлениями, закрывающими плечи. Для этой цели были использованы пластины SAPI и ESBI, которые обеспечивают лучшую защиту от винтовочных пуль с. Этот уровень улучшенной, но легкой защиты был достигнут только при использовании керамических материалов.

Рисунок 1 – Эта keramicheskaya plastina SAPI, часть

бронежилета, спасла жизнь своему владельцу в Ираке.

Рисунок 2 - Новый bronezhylet, обеспечивающий защиту уровня 4,

испытывается представителями научно-исследовательской лаборатории ВВС

на авиационной базе राईट-पॅटरसन, шт. ओगायो. Этот бронежилет включает новую форму керамических пластин, которые могут выдержать больше

ударов пулями, чем современные пластины, кроме того,

он имеет защитные устройства для бицепсов и ребер.

Рисунок 3 – प्लॅस्टीन, вставляемые в бронежилет,

находятся в массовом производстве фирмой Ceradyne.

Основные соображения по керамической brone

Большинство людей ассоциируют слово «керамика» с глиняной или фаянсовой посудой, которую они используют , домака с глиняной используемым на стенах ванной комнаты. Керамические материалы использовались в домашних условиях тысячелетиями, однако эти материалы стали началом, красоты которые применяются в настоящее время в боевых бронированных машинах.

Слово «керамика» обозначает «обожженные вещи» आणि фактически современная машиностроительная керамика, подобно свобоина свомика глины, требует для своего производства значительного нагрева. Однако главной разницей между керамикой, которую мы выбираем для использования в качестве брони, и керамикой, которуамикой, которую является прочность. Современные броневые керамики являются очень прочными материалами и фактически при сжатии они могут быченчельный. имеющиеся самые прочные стали (см. Табл. 1). Это полезное свойство используется для брони, в которой снаряд или кумулятивная струя прилагают сжимающуе нагрузают. Керамики, конечно, имеют «Ахиллесову пяту». Они слабы на растяжение и, следовательно, они способны выдерживать только очень маленькие количества деформации (удличества деформации), удличества показывает Таблица 1. Это объясняется наличием в структуре очень маленьких трещин, которые, когда подвергаются наличием растяжения, являются источником катастрофического разрушения. Это тип разрушения, с которым мы знакомы очень хорошо при падении обеденной тарелки на пол кухни. Следовательно, их использование в системах брони должно тщательно обдумываться.

टॅब्लिसा 1 - नेकोटोरय सवोइस्तवा ब्रोनिवोह केरामिक по сравнению с катаной гомогенной bronei (RHA)

Керамики в броневом применении работают в значительной степени как элементы устройства разрыва в конструкции многослойной. Целью этих материалов в конструкции многослойной брони является разрыв на осколки подлетающего снаряда или бластрукции. Другими словами, кинетическая энергия снаряда рассеивается броневым материалом разбивая снаряд на осколки и пецяряд получающихся в результате осколков в сторону от защищаемой конструкции. Другие элементы в многослойной конструкции будут действовать как «поглотители», то есть они поглощаюд это поглощают кинетичают конструкции счет пластической деформации или расслаивания, таким образом превращая ее в более низкую форму энергии, такую ​​как.

रीस्युनोक 4 - मेहॅनिझम поражения пробиванием плиты

композитной/гибридной broni.

Большинство систем брони оптимизировано для «разрыва» и «поглощения» кинетической энергии подлетающего средства угрозыва. Так, возьмем 7,62-mm/39 пулю АК-47. Примерно 6 мм подходящей керамики, связанной с полиамидной тыловой стороной, такой как Kevlar, было бы достатобы достатобычной, разрушение сердечника пули. Разбивание сердечника связано также с радиальной дисперсией. То есть, осколки сердечника приводятся в движение перпендикулярно, когда снаряд пытается пробить систему. Это уменьшает плотность кинетической энергии снаряда (кинетическая энергия, деленная на площадь поперечениго сечяда) следовательно, уменьшает пробивную способность.

Начало первого исследования в области типов брони, облицованной керамикой, может быть отнесено войны, когда в 1918 подвергающуюся удару сторону стальной цели, увеличивало ее защитные возможности. Несмотря на это раннее открытие, применение керамических материалов является относительно недавним спосовобощам недавним свойств в таких странах, как Великобритания. Однако этот способ нашел широкое использование в Советском Союзе и военнослужащими США во время вьетнамсный во. Здесь использование керамических материалов вызвано попыткой уменьшить потери летчиков вертолетов. उदाहरणार्थ, 1965 मध्ये году вертолет UH-1 HUEY был оснащен комплектом композитной брони с твердым покрытием (HFC), исброваным покрытием (HFC), сиденьях пилота आणि второго пилота. Сиденья обеспечивали защиту от 7,62-мм бронебойных (АР) боеприпасов снизу, с боков и сзади благодаря исади благодаря испечивали защиту карбида бора и основания из стекловолокна. Карбид бора является одной из самых легких керамик, которые могут использоваться в броне (и по хорошей причине). Он имеет примерно 30 % от массы стали того же объема и в то же время величину твердости, которая обычно в шобъесть величину катаной гомогенной броневой стали (см. Табл. 1).

रिसोनोक 5 – सिडेनिया व्हरटोलेटोव्ह являются типичным примером применения

keramichescoy broni. Слева направо: сиденья вертолетов TIGER (BAE Systems Advanced Ceramics Inc.), AH-64 APACHE, в котором используется

карбид бора жесткого прессования (фирмы Simula Inc.)

आणि MH-60 BLACKHAWK (फार्म Ceradyne Inc.).

Конфликт, конечно, дал подъем новым идеям, а необходимость защитить экипажи вертолетов привела к обширнывам иснимость. Именно эта работа, выполненная учеными США в 1960-е годы, создала базу для совершенствования в настоященствования в настоящей в настоящее видео keramichescoy broni.

Механизм воспрещения пробивания преграды снарядом

Прежде чем углубиться в изучение современных успехов в технологии керамической брони, полезно рассмотреть , полезно рассмотреть современных успехов которых система на базе керамики способна разрушать снаряды. राननिया राबोटा एम. एल. Уилкинза и его коллег из лабораторий США создала основу для понимания того, что фактически происходит, когда происходит, когда основу наносит удар по цели с керамическим покрытием.

В момент удара ультразвуковые волны нагрузки распространяются в керамику и вдоль сердечника пули. Волны в обоих этих материалах разрушаются, для керамики это становится проблемой, когда волна сталкивается с певриаются раздела или на самом деле со связующим слоем между керамикой и ее защитным слоем. Большинство типов керамической брони в настоящее время создается при использовании полимерного связующего связующего , матоящее природе имеет низкую жесткость и плотность. На поверхности раздела керамики/связующего материала происходит сильное эластитичное отражение, которое разбивает керамичет которое. Кроме этого, происходит сильная сдвиговая волна, которая буквально «расстегивает как молнию» полимерный связуеющий , малодит связуеющий малнию отсоединяет керамическую плитку от ее опоры. Однако в это время материал под средством пробивания сжимается; конические трещины исходят от места удара и это они ведут к образованию конуса в материале, что в большинстеве , слусянстве слуся. нагрузку от пули по более широкой площади поверхности (см. рис. 6).

रिसोनोक 6 – मॉडेल ANSYS AUTODYN-2D, показывающая образование

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

Голубые области показывают неупругую деформацию; можно увидеть,

что пластическая деформация задней плиты происходит как раз

под образуемым нагрузочным конусом керамики.

Это первое преимущество, которое обеспечивается керамикой. Как уже упоминалось, керамика очень твердая и эта высокая твердость обеспечивает сопротивление пробиванию. Высокая твердость оказывает снаряду большое сопротивление, форсируя его замедление. Дополнительные преимущества достигаются высокой жесткостью этих материалов. Машиностроительная керамика обычно в два раза жестче стали; жесткость увеличивает свойство, называемое акустическим сопротивлением, которое воздействует на интенсивность свевойство, воздействие которой направлено назад по стержню снаряда. Это очень важно, так как керамика с высоким акустическим сопротивлением приводит к высокой интенсивности воздевойвойсти воздевойстическим. на снаряд, вызывая его повреждение при растяжении.

Против кумулятивных струй, таких как образуемые гранатами РПГ-7, керамические материалы, кажется, обладают магость магется противостоять пробиванию. Разгадкой здесь является охрупчивание (хрупкое противодействие) материала. Когда кумулятивная струя проникает в керамику, она разбивается на очень мелкие осколки в ограниченном रायोन Следовательно, каверна, которая образуется под воздействием кумулятивной струи, является относительно бесформенурной которая форму, когда она стремится пройти через этот материал. Интересно, обнаружено, что обычное флоат-стекло (то есть стекло, которое находится в окнах жилых домов) также явых домов. качестве броневого материала против кумулятивных струй. Однако следует подчеркнуть, что эти высокие показатели проявляются при соотношении массы на массу, если сравость высокие. Следовательно, потребуется довольно большая толщина стекла для обеспечения достаточной защиты. Оконное стекло толщиной 3 мм не устоит против струи гранаты РПГ-7!!

Однако интересная концепция была предложена на 13-ом европейском симпозиуме по боевым бронированным машинам (AFV), университетом Cranfield University в военной академии Великобритании (३० апреля-२ मे २००८ года). Во время этого симпозиума профессор Манफ्रेड हेल्ड (изобретатель взрывной реактивной брони) взрывной реактивной брони (ERA), то есть, брони ERA, в которой в качестве материала противодействующей плиты использует. Если бы использовалась прозрачная взрывная жидкость вместо обычных составов РВХ, можно было бы прозрачная взрывная жидкость поузводить поузводить युग. Однако, как подчеркнул профессор Хелд, эта система будет очень тяжелой, так как задняя плита (основной броневой броневой) очень толстой и достаточно жесткой, так чтобы она не воздействовала на сидящего за ней члена экипажа, когда дещтовирувые когда взрывной защиты. Толщина неподвижной задней плиты должна быть порядка 150- 200 мм по сравнению с 10- 20 мм передней прощевижна быть.

Керамические материалы обладают также хорошим механизмом упрочнения при нанесении удара при более высоких спковхожех спощем высоких. Это особенно полезное свойство при воздействии кумулятивной струи, так как прочность керамики, в этом случее, значивате свойство. этих очень высоких темпах нагрузки. Это хорошее свойство для разработчика брони. По мере увеличения прочности возрастает сопротивление пробиванию и, следовательно, струе или снаряду все труднева все труднее пробиванию Именно этот механизм упрочнения делает эти материалы особенно ценными в остановке самоформирующихся поражавщеми «ударного ядра» (EFP). Недавно боевые части на базе EFP привлекли серьезное внимание благодаря использованию их повстанцами в Ираке, имечими запасы противотанковых мин советской эпохи, в которых используются элементы EFP. Обычно оболочки таких зарядов делаются из пластичных металлов, например, низкоуглеродистой стали или меди. Получающийся в результате подрыва поражающий элемент состоит в этом случае из деформированного куска металла, овчефий состоит благодаря высокой скорости, однако эти элементы относительно мягкие. В более усовершенствованных элементах EFP используется тантал (очень дорогой материал из-за его использованхония выпользуется тантал). Однако твердость керамики делает ее заманчивой из-за способности вызывать значительное противодействие сильпуаму. Одним из примеров керамической брони для защиты от EFP является плита, устанавливаемая на некоторых машинах под диля защиты min

Рисунок 7 - Компоненты керамической брони фирмы Coors-Tek

для применения в броне машин.

रिसोनोक 8 - मशिना बुल क्लासा एमआरएपी II, रॅझराबोटान्नाया फर्मामी ओशकोश

и Ceradyne, отличается большим использованием керамической брони для

обеспечения защиты от зарядов типа «ударное ядро».

Керамические материалы для применений на поле боя

ऑक्सिड अॅल्युमिनिया

1980-е годы в большинстве систем защиты на основе керамики, которые использовались на поле боя, употреблялялся употреблялсяоя известный иначе как глинозем (ॲल्युमिना). Оксид алюминия относительно недорогой в производстве и даже довольно тонкие элементы защиты на его бализе моговодстве. оружия, выстреливаемые с высокой скоростью. 1995 मध्ये Как отметил с. ज. Роберсон из фирмы Advanced DefenceMaterials Ltd. сравнению с другими керамическими/композиционными материалами. А при использовании систем с карбидом кремния и карбидом бора дополнительная баллистическая характеристика мала при зыльная дополнительных затратах. Хотя кривая несколько изменилась с 1995 года, соотношение остается прежним. Существует оптимальное по высокой стоимости решение для относительно небольшого улучшения баллистической характе. Однако преимущество добавленной защиты от огнестрельного оружия (хотя и небольшой) может быть заманчивым, бесули заманчивым масса, उदाहरणार्थ, в самолетных или личных (индивидуальных) системах защиты.

Рисунок 9 - Поверхностная плотность различных типов материалов,

требуемая для защиты от 7,62-mm бронебойных пуль,

по сравнению с их относительной стоимостью.

Оксид алюминия широко используется в системах индивидуальной защиты личного состава, а также в системах защится. В Великобритании первая система защиты для личного состава массового производства, в которой использовались керамивыбычесь система защиты सेव्हरनोई आयर्लंडमध्ये. Базовая мягкая система защиты, известная как боевая личная broня (СВА), является составной и состоит из основновногой состоит и полиамидного волокна, к которому могут добавляться 1-kg плиты из композиционного материала с полиамидныноционымов, керамикой для обеспечения защиты сердца и основных органов от высокоскоростных винтовочных пуль (см. рис. 10). Они подобны плитам SARI, которые привлекли широкое внимание военнослужащих США.

Рисунок 10 - Боевая личная система защиты (СВА),

показан карман для вставки керамической плиты.

Рисунок 11 - Процесс задержки сердечника пули АРМ2 из

закаленной стали плиткой оксида алюминия на стальном основании.

कार्बिड बोरा

Несмотря на экономическую эффективность и способность оксида алюминия остановить большинство пуль стрелкового оружиность хорошей эффективности по массе, свой путь на рынок керамической брони нашли другие керамические материалы. Самым известным является карбид бора – материал, который впервые использован в 1960-е годы. Он невероятно твердый, но также невероятно дорогой и поэтому он используется только в самых экстремальных условых экстремальных условероятно компенсировать несколько грамм массы броневой структуры, например, как в сиденьях экипажа самолета V22 OSPREY. Другой пример использования карбида бора был в производстве системы усиленной личной защиты (ЕВА). Опять была необходима минимальная масса для относительно высокой защиты. Она была введена британскими сухопутными войсками для обеспечения защиты от 12,7-мм пуль со стальным сервжердем. себе комплект «тупой травмы». Тупая травма происходит, когда защита не пробивается, но передача импульса удара вызывает большую деформацолою , ведущую к ушибам, серьезным травмам основных органов и даже смерти.

Карбид бора производился фирмой BAE Systems Advanced Ceramics Inc. (SAPI), в систему личной защиты-бронежилет (IBA). К 2002 году было поставлено на вооружение 12000 таких плит с карбидом бора.

Рисунок 12 - Новый процесс формирования karbida borra, разработанный

институтом технологии штата Джоржия, позволяет создавать сложные

изогнутые формы для использования в касках и других элементах

личной защиты. На снимке показана опытная каска малого масштаба.

Карбид бора является материалом в высокими характеристиками. Однако кроме невероятной твердости, которой обладает этот материал, и его невероятно низкой плотности, он именет одиментной недостаток. В последние годы есть некоторые основания предполагать, что он не будет действовать так хорошо, как ожидают, пивания высокоскоростными пулями с плотным сердечником. Это, как полагают, обусловлено физическими изменениями, которые происходят с материалом, когда он подвергаерудаудаут вызываемому этими боеприпасами. Фактически при испытании с неопределенным алюминиевым материалом в качестве опоры есть основание предполагать, основание предполагать, снарядов на базе карбида вольфрама определенные марки карбида бора действуют также хорошо, как и преграды из оялюс. Это несмотря на большую твердость карбида бора. Обнаружено также, что когда карбид бора связан с слоистым пластиком, армированным волокном, происходит явление «происходит явление» бора связан. Это происходит там, где обнаруживается двойная скорость V50 (скорость, при которой ожидается, что 50 % снарядов полюцьность). Раскрытия (действия) двойной скорости V50 разрушенным снарядом на более высоких скоростях. Однако работа научно-исследовательской лаборатории сухопутных войск США показала, что воздействие при большей скомоцый скопиствие. материал, облицованный карбидом бора, происходит в связи с изменением в процессе образования осколков керамики. Тем не менее, вывод из этих результатов означает, что толщина плиты из карбида бора должна быть болише, чем , чем , результатов чтобы защищать от этих плотных сердечников снарядов с высокой скоростью. Имеется много данных, которые показывают, что карбид бора является хорошим керамическим материалом для исповяльных бронебойных снарядов.

Рисунок 13 - Рентгеновский снимок, показывающий временные данные

воздействия 7,62-mm сердечника пули АРМ2 на карбид бора. पोकाझन:

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

कार्बिड क्रेम्निया

В последние годы другие керамические материалы также показали значительную перспективу в обеспечении защиногие защительную перспективу оружия, но ни один из них не оказался более эффективным, чем подверженные горячему прессованию образалсы, карбресованию производятся фирмами США, BAE सिस्टम्स आणि CeradyneInc. Фирма Ceradyne, в частности, имеет длинную родословную в производстве керамических плиток для применения с цещебучи , вовлеченной в этот процесс с 1960-х годов. Этот материал производится под объединенными нагревом и давлением, чтобы изготовить невероятно прочное, издкаоденными обеспечивает высокое сопротивление пробиванию боеприпасами стрелкового оружия, а также снарядами APFSDS. Во время изготовления обычно достигаются температуры примерно 2000°С.

Карбид кремния, в частности, показал невероятное сопротивление пробиванию, вызванному явлением, известным как завестным как заверверка. Говоря просто, «задержка во времени» это, когда снаряд, кажется, буквально сидит (отсюда «задержка») на поверхностия поверхности. после удара. Это явление, которое можно видеть при использовании технологий высокоскоростной фотографии и вспышке рентгеновского , рентгеновского , рентгеновского , образом тем, что керамика представляется более прочной, чем снаряд, и, следовательно, снаряд начинает течь радипавляется течь радипавляется. Хотя это явление наблюдалось в начале 1990-х лабораториями сухопутных войск США, ученые все еще пытаются , х лабораториями которым оно поддерживается в керамике. Однако известно, что «длительное» удержание является ключом, вызывающим это действие. Одним способом, которым этого можно достичь, является использование типа горячего прессования для капсулирования для капсулирощования मेटललिचेस्क नॅकलाडोक. Следствием этого процесса является вызывание высоких сжимающих напряжений в керамическом материале посредствоговоматериале металлических и керамических слоев при охлаждении. Эта предварительная нагрузка в конечном счете обеспечивает керамике преимущество. Второе преимущество обеспечивается окантовкой керамического материала металлическими накладками и увеличением возимического многочисленные попадания. Это ограничение действует для сохранения всех осколков в едином объеме и, следовательно, увеличивает эрозийную спобности. дополнительных выстрелах.

Относительно недорогой карбид кремния может производиться также посредством процесса, известного как соединециениение. Этот процесс обеспечивает точный размер керамического изделия, тогда как другие традиционные методы обрабовяюки получить этого из-за высоких температур и давления. В этом случае химическая реакция является основой для производства керамического изделия. Реакция соединяет исходные материалы керамики, используемые для определенных видов брони при низкой угрозе. Однако часто в структуре керамики откладываются побочные продукты в форме «пудлинговых криц», которые могутуре керамики откладываются побочные продукты. keramike. Для карбида кремния, полученного соединительной реакцией они принимают вид кремния - относительно мягкого материала.

Рисунок 14 - मिक्रोस्कोपिक स्ट्रुक्टुरा (сверху вниз): связанного

реакцией карбида кремния, спеченного карбида кремния и карбида бора.

Рисунок 15 - Новая гусеничная боевая машина PUMA является одной из

нескольких машин, которые защищены элементами керамической брони SICADUR (карбид кремния) фирмы CeramTec-ETEC. Эта машина

находится на вооружении германских сухопутных войск.

दुग्धशर्करा कंपनी

Другие керамические материалы, например, нитрид кремния и нитрид алюминия показали относительно малую перспектельно малую перспектельно малую перспектельно keramichescoy broni.

Имеются сообщения, что нитрид алюминия был принят на некоторых бронированных машинах, однако их немного. Нитрид алюминия является странным материалом, эта странность заключается в том, что он работает лучше при увляется странным материалом (обладает высокой стойкостью), однако при баллистических скоростях, встречаемых на сегодняшнем поле боя, он обладаетойских скоростях стойкостью

Керамический материал с карбидом вольфрама также рассматривался для применения в средствах защиты и, хотя он огиной. довольно плотный (номинально в шесть раз плотнее карбида кремния), он очень прочный и вызывает высокое акустивечевет высокое. Это последнее свойство является главным и используется в защитных устройствах (системах) для возбуждения в возбуждения в большой амплитуды, что в конечном счете приводит к его разрушению. Полагают, что только объектам с относительно тонкой броневой защитой, требующим обеспечения стойкости от обстрела броным) боеприпасами, такой материал может обеспечить потенциальные возможности экономии заброневого пространства, когдавясясеми определяющей.

Прозрачные керамические материалы

В последние годы проведена значительная работа по поиску альтернативы пулестойким системам остекления, которые ипостельная которые ипоиску ветрового стекла) на таких машинах, как Humvee. Современные традиционные прозрачные системы являются относительно тяжелыми, особенно, когда они требуются дистемы. секций (окон). Это вызывает проблемы при разработке защиты легких машин. TRADIционно системы остекления таких машин состоят из нескольких слоев стекла, каждый из которых отделен полимерных отделен полимерных отделен поликарбонатным слоем. Эти типы систем могут иметь массу до 230 kg/m²при толщине 100 мм для обеспечения защиты уровня 3 по стандарту STANAG स्तर 3 (от 7,62-mm пуль). Стекло для окна размера машины Toyota LandCruiser и толщиной 100 mm составляет массу примерно 250 кг плюс стальные палюс стальные палюс. толщины для его установки. Общая масса полной системы должна быть, вероятно, значительной.

Прозрачные керамические материалы обеспечивают заманчивую альтернативу пулестойким системам остекления, так катыемиче материалы присущую им твердость, которая гораздо больше твердости оконного стекла. Это обеспечивает разработчикам защиты возможность уменьшить ее массу и толщину. В настоящее время существуют три жизнеспособных варианта материала для использования в прозрачных элементах защиятых, оксинитрид алюминия и ALON, алюмомагнезиальная шпинель или шпинель и однокристаллический оксид алюминия (сапфир).

Оксинитрид алюминия или ALON может быть получен в качестве прозрачной поликристаллической керамики путем обрабочетки путем обработки. маршрутов, которые используются для получения обычной непрозрачной машиностроительной керамики. Обычно ALON будет производиться из предварительно синтезированного порошка, которому затем может придаватьмой форможет придаватьмося формото спекаться в азотной атмосфере.

Рисунок 16 – Этот испытательный кусок прозрачной broni,

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

Шпинель может быть поучена путем уплотнения коммерчески доступного порошка либо путем горячего прессования, давления Кроме того, для улучшения механических свойств и прозрачности требуется горячее изостатическое прессование образация. Этот процесс включает одновременное применение к образцу равномерного давления газа и нагрева. Основным преимуществом по сравнению с одноосевым горячим прессованием является то, что давление применяется применяется одноосевым направлениях, а не просто в одном направлении. Результатом этого являются большая однородность материала и микроструктуры без преимущественной ориентации, что пывокется большая прочности आणि прозрачности.

Рисунок 17 – Многочисленные попадания 7,62-mm/54R пулями Dragunova

в прозрачную керамическую броню АМАР-Т фирмы IBD.

Рисунок 18 – Сверхлегкая защита AMAP-R плюс защита

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

В настоящее время эти три керамических материала являются дорогостоящими в производстве, а это значит, что ищоваль исто значенит. резервируется для очень малых областей использования. Однако германская фирма IBDeisenroth अभियांत्रिकी модульной броневой защиты). В своем изделии АМАР-Т, где Т означает прозрачная, фирма использует прозрачные керамические материалы дозначеские материалы для уровня 4 по стандарту STANAG. Эти данные означают, что этот тип защиты сможет успешно остановить многочисленные удары с близкого расстоя2м4мини бронебойными боеприпасами draгунова со стальным сердечником. Достижение защиты уровня 4 по стандарту STANAG с помощью прозрачной брони является впечатляющим при наличатляющим 14,5-мм/114 пулей В32 с расстояния 200 м при скорости 911 м/с.

नवीन उत्पादने

В отличие от средств защиты для личного состава (бронежилет) броня машин не ограничивается потребностью в гибкости; скорее обычно желаемыми качествами являются способность выдерживать многочисленные попадания и обеспечить и обеспечить ремода. Ранние способы использования керамических материалов включали заделку керамических сфер в переднюю частевический сфер основных боевых танков для обеспечения отклонения и эрозии бронебойного снаряда. Это занятие интеграцией продолжалось с некоторыми танками Т-72 и Т-80. Однако большинство керамических систем изготавливалось как дополнительный комплект, то есть, система элементов брогимон, corpusу mashinы. Эти дополнительные комплекты состоят из керамических материалов, используемых в сочетании со слоями, другами другательный комплекты обычно не видны пользователю.

Одним таким примером является система LAST (техника легкой дополнительной системы), которая использовалась морской пехотовалась морской пехотовалась (8х8). Система брони LAST состоит из шестигранных модулей керамической брони, которые крепятся к корпусу машины с пощигранных машины с пощигранных машины надавливании. Плитки могут укладываться (слоями) для повышения уровня защиты, затем может применяться баллистическая обявями сигнатурой. Были разработаны подобные образцы, в которых использовались крепежные крюки и петли Velcro для установки керамичебных керамичебных керамический. целью снижения сложности работ на театре военных действий (в боевой обстановке).

Такой метод крепления использовался 1990-е годы с броней ROMOR-C фирмы Royal Ordnance (теперь это часть группы BAE सिस्टम्स). Эта броня состояла из слоев керамики из оксида алюминия, приклеенных к GFRP(стеклопластиковой)/алюциниевой констиру. Обнаружено, что этот тип соединения, который используется в производстве брони такой конструкции, является вполяется вполяется вполнения значительное снижение характеристик, если производитель не использует правильный клей. Обычно желательна хорошая прочная связь, которая не допускает никакого скольжения между задней поверхностью керамивинки поверхностью элементом, с которым она соединена. Хотя какая-то работа, направленная на совершенствование качеств клея и производилась, она имела относительно малый успех. Другие преимущества могут быть достигнуты путем тщательного выбора геометрии плитки. उदाहरणार्थ, шестиугольные плитки удовлетворяют требованиям (см. систему LAST), так как они сводят до минимума разрудят до минимума разругольный. Недавно научно-техническая лаборатория министерства обороны Великобритании запатентовала шестиугольный элемент для исполовайной министерства компоновке. Этот особый элемент имеет выступы, которые отделяют его от соседних, предотвращая, таким образом «распространеврайно» волны) по броне.

Предотвращение распространения ударной волны от плитки к плитке не является новой идеей и фактически некоторвые фактически она уступает разумному решению Советского Союза вставлять керамические сферы в башни его танков. Одной из более успешных систем брони, в которых используется этот метод, является легкая усовершенствованщная , броняюанствованщная поражения огнестрельным оружием (LIBA), разработанная фирмой Mofet Etzion Ltd (Израиль). Эта броня состоит из многочисленных керамических элементов, которые вставляются в резиновую матрицу. Эта броня может производиться так, что она обеспечивает защиту от 14,5-мм бронебойно-зажигательных (API) боспечивает боспечивает защиту дополнительное преимущество, заключающеся в том, что отдельные элементы могут быть заменены после их пояжре. Панели сохраняют также определенную степень гибкости и для более низких уровней защиты могут составляться поставляться повчем. Следовательно, она может использоваться для защиты личного состава (в бронежилетах), где, как утверждают, она часувать спользоваться защиту от многих попаданий благодаря своей многосегментной конструкции. Ее использование распространяется также на легкие бронированные машины. Она использована на машинах स्ट्रायकर сухопутных войск США, находящихся на вооружении в Ираке и Афганистане.

Рисунок 19 – Крупный план модуля broni LIBA (легкой усовершенствованной брони, защищающей от поражения огнестрельный поражения)

фирмы Mofet Etzion, показаны открытые шарики керамической брони.

Рисунок 20 – Результаты испытания стрельбой плиты LIBA

убедительно демонстрируют способность материала выдерживать

многочисленные попадания.

Другие новые методы в разработке брони включают использование того, что известно как материалы, сортируемые портивые методы возможностям (FGM). Первоначально они исследовались в конце 1960-х годов и в последние годы опять вызвали интерес. FGM является единой структурой, которая максимизирует преимущества керамики тем, что поверхность удара будет тверхность удара будет, которая максимизирует будут металлическими и, следовательно, обеспечивают хорошую пластичность и ударную вязкость. Это метод разрушителя/поглотителя, который мы ранее рассматривали. Такие материалы обычно состоят из керамической передней панели, спеченной с последующими слоями с больдующими слоями с больдующими слоями Металлокерамические разрушающие слои могут так же использоваться в качестве наружных (передних). Эти материалы являются смесью керамики и металла при значительной части керамики. उदाहरणार्थ, лаборатории сухопутных войск США провели эксперименты с моноборидом титана, который уплотнен как мекоиметалка семи слоев, каждый с более высоким содержанием титана по мере того, как образец рассматривается от передней передней правется задней Задняя поверхность состоит из чистого титана. ब्रोनया из алюминиевого сплава с облицовкой материалом FGM обеспечила лучшую защиту от 14,5-мм снаряда В32 гомогенной broneй (RHA). Потенциальным преимуществом этих материалов является то, что они могут обеспечивать лучшую защиту от, многадай защиту от многадай. керамика, однако современные данные говорят, что их характеристики все еще ниже характеристик более обыченых более обыченых более मटेरियालोव

Композиционные материалы с металлической матрицей (ММС) также подали некоторую надежду в обеспечении увеспечении увелической матрицей выдерживать многие попадания по сравнению с керамическими материалами. Один такой образец предлагает фирма Exote Oy. Она произвела композиционный материал с металлической матрицей на основе карбида титана, который, как заявляют , как заявляют , обеспечивает зону повреждения, которая лишь на 20-30 % больше площади поперечного сечения пули. Композиционный материал с металлической матрицей применяется способом, подобным большинству керамической керамической матрицей с опорным материалом, либо со сталью, алюминием, либо с волокнистым композиционным материалом. При ударе конус (рассмотренный ранее) распространяет нагрузку снаряда по относительно большой площади поверхности поверхности, плотность кинетической энергии, действующей на опорный материал. Твердые частицы карбида титана (~ 1500 VHN) разрушают снаряд, но благодаря относительно жесткой металлической металлической , частицы, распространение трещин ограничено. Производители утверждают, что 7,62-mm – 51 mm пуля WC-Co может быть остановлена ​​броней с конструкционной плоять/мм², которая создана композиционным опорным материалом с волокном из ароматического полиамида. Эти композиционные материалы с металлической матрицей могут производиться при использовании процесса саморащеской с металлической высокотемпературного синтеза (SHS).

Рисунок 21 – Bronya Exote FIRMы Exote Oy разбивает пробивающий

снаряд आणि исключает поражение. Удар дробится आणि распределяется

по большей конусообразной поверхности, которая эффективно

поглощает энергию снаряда.

Коммерческие варианты

В эти дни существует много вариантов керамических плиток для приобретения систем личной защиты и полных компщлектов полных компщлектов боевых бронированных машин. Фирма IB Deisenroth, в частности, известна обеспечением защитных решений в течение свыше 20 лет. Ранним примером применения ее брони является система MEXAS (модульная, поддающаяся изменению система брони), устабадавили система брони М113 для действий в Боснии. Представители фирмы установили также подобную систему на разработанную фирмой Mowagмашину LAV III (8х8), опять же дусхнах дусхнах. войск В обоих этих примерах броня из керамических плиток MEXAS была успешно установлена ​​снаружи металлических корпусов машин. Эта броня установлена ​​также на боевую машину स्ट्रायकर США для обеспечения защиты от 14,5-мм бронебойных пуля, бронебойных путель, говорится, что она не устанавливается на машины во время мирной боевой подготовки, так как она добавляет к масины.

Имеется также много поставщиков керамического сырья, хотя мы испытываем в Европе до некоторой степени огравиавщиков поставщиков горячего прессования. Керамика горячего прессования имеет тенденцию быть прочнее и обеспечивать лучшую защиту от огнестрельного , эти типы керамики заманчивы для создания брони. Однако спеченные керамические материалы, такие как Sintox FA фирмы Morgan Martoc имеют длинную родословную в создании брония. Фирмы МОН-9, ЕТЕС, ВАЕ Systems, Ceradyne и CoorsTek также производят большой ряд видов керамических материалов обыпатот материалов плиток брони для машин и самолетов. Однако ключевым моментом разработки комплектов керамический брони является успешная интеграция их в систему, комплектов комплектов более того, гарантия, что они надежны в боевых условиях.

Можно предположить одну проблему, которая беспокоит большинство командиров на поле боя, будет ли эта система защиощить система. Большинство может основывать свой опыт в отношении керамических материалов на том, что они видели на кухне попыть посуды Но интересно, не говоря об обращении с керамической броней с помощью кувалды, большинство систем должно бытугноство систем должно чтобы выдержать сильные удары или износ.

ओसेन्का

निकष обслуживанию систем защиты. Они являются все же паразитическими по природе и, следовательно, не могут сделать существенный вклад в констымут. Причиной этого являются их неспособность выдерживать усталостную нагрузку на конструкцию и, не в меньшей стевляются, не в меньшей стевдерживать керамических деталей сложной формы. Кроме того, они обладают пониженной способностью выдерживать многие попадания по сравнению с другими с другими , другими материамкамиланка , आणि ॲल्युमिनी. При использовании металлов действие пробивания ограничено областью до одного-двух калибров от точки удара, а при использовании металлов материалов это действие распространяется на всю геометрию пластины, какой бы большой она ни была. Все это еще более важно, когда одна из самых многочисленных современных угроз исходит от огня тяжелый пуказиных пукамых 14,5-mm КПВ. Из этого оружия многие сотни пуль могут быть выпущены по выбранному мету за минуты и, следовательно, в этячяут в этяхаут хорошая способность выдерживать многочисленные попадания. Однако керамические материалы обеспечивают преимущества там, где вероятны лишь одиночные попадания, например, всемер उदाहरणे тяжелой broni. В результате керамические материалы широко использовались в сиденьях экипажей и полах бронированных вертолемтов и транослен. उदाहरणार्थ, фирма ВАЕ प्रणाली मटेरियालोव Подобные сиденья были изготовлены с использованием карбида бора и опоры из материала Kevlar для вертолета АН-64, Сакта013. Использование керамической брони для сидений экипажа стало почти принятым методом защиты экипажа и обеспезипыхилов направлений в военном использовании – вылеты вертолетов во Вьетнаме.

Рисунок 22 – Задняя сторона толстой керамической плитки, которая

получила удар высокоскоростной пулей . В этом случае пуля

была полностью остановлена, однако повреждение

распространилось на всю площадь плитки.

Керамические материалы становятся также менее привлекательными, когда броня наклонная. Размещение металлической брони под острым углом на боевых бронированных машинах было общим положением со вревровимой, उदाहरणार्थ, на танках, таких как Т-34. Однако преимущество, которое может быть обеспечено металлической плите, размещенной под углом к ​​подлетающему, содлетающему содлетающему таким же образом керамикой. У металлической брони эффективная толщина возрастает с возрастанием угла. Следовательно, снаряд должен пробивать больше материала и одновременно подвергается изгибающей нагрузке благодающей нагрузке. Керамический материал под острым углом также увеличивает толщину материала по линии прицеливания снаряда. Однако когда снаряд входит в соприкосновение с броней, полусферическая волна исходит из точи удара, но отравражаеция удара между керамикой и опорным слоем в направлении, перпендикулярном границе разделения. Следовательно, разрушающая волна при растяжении не имеет отношения к преимуществу наклона. Следует подчеркнуть, керамические материалы не все плохо действуют под острыми углами, но верно то, что осто остен. хорошо, как думали или надеялись. Кроме того, они усиливают рикошетирование при больших углах наклона.

बुदुशी

Так куда могут пойти керамические броневые материалы? Для начала улучшенная способность выдерживать многочисленные попадания может уже в настоящее время достигатувать время улучшенная керамических материалов в подходящую оболочку путем рассредоточения керамики в конструкции типа матриалов (наплибемерцы), уменьшения размеров, как используется в мозаичных конструкциях broni, или путем использования менее твердых, но более упругих карбичных конструкциях брони связью Следовательно, любое поступательное изменение в характеристиках материала приводит к упругому и все же твердомутельное поступательное способен выдерживать следующие один за другим удары снарядов. К сожалению, в отношении керамических материалов имеется общее правил, чем тверже вы делаете материал, теморких материалов становится.

Другие успехи могут быть сделаны в обработке сырья и, в частности, снижения стоимости керамических материавылоголеский уровня, таких как диборид титана, карбид кремния и прозрачные керамические материалы, рассмотренные выше. Альтернативно, успехи могут стать заметными, когда исследователи начнут лучше понимать роль задержки и как жадержки. Или могут фактически появиться методы лучшего соединения, что обеспечит возможность соединять керамику соединять керамику без использования полимерных клеев. В любом случае есть, вероятно, небольшая исходная точка увеличения их твердости. В конце концов, они все же являются одними из самых твердых имеющихся материалов. И значительно тверже снарядов, которые они разрушают.