УСПЕХИ В ОБЛАСТИ КЕРАМИЧЕСКОЙ БРОНИ Пол Дж. हेजेल

В настоящее время существует непрерывно возрастающая потребность в более легких и меньших по габаритам боеваритам боевыхнхинх Ожидается, что боевые бронированные машины будут легче и меньше по габаритам благодаря повышенным требованием रणनीतिक मोबिलनोस्टी। Этому способствует современная броневая керамика, которая является очень прочным материалом, фактически она броневая керамика высокими характеристиками по сравнению с имеющимися самыми прочныmi сталями। Это полезное свойство может быть использовано для broni, в которой снаряд (пуля) или кумулятивная струя прилагаютивная струя прилагаютивная सामग्री

Западные вооруженные силы увеличивают свое присутствие за границей, где основная угроза представлена ​​значительный 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 главнымологлезим боевых бронированных машин, в основном колесных, которые по своей конструкции и ограничениям по массе отличавномольский массе bronevoй защиты от огнестрельного оружия (обычно от 7,62-mm оружия)। В связи с таким положением возникает требование к производству broni, обеспечивающей лучшую защиту личменого совстомноре защиту сведении до минимума ее полной массы।

Хорошая защита в сочетании с малой массой играет важную roll в собственной защите личного состава, об этом знает , ведущий боевые действия в Ираке или Афганистане। Взять, उदाहरणका लागि, личный bronejilet (IBA) сухопутных войск США। Первоначальная его концепция состояла из верхнего тактического жилета (OTV) र двух носимых керамических вставок, защищающих солдата от поражения стрелковым оружием (SAPI)। Однако из-за серии смертельных случаев в Ираке и Афганистане मा IBA был внесен ряд дополнений। Самым значительным из них была боковая защита от огнестрельного оружия (ESBI), осуществленная улучшенными , боковымиками расширенная защита с дополнительными приспособлениями, закрывающими плечи। Для этой цели были использованы пластины SAPI र 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 - NEW BRONEJILETT, обеспечивающий защиту уровня 4,

испытывается представителями научно-исследовательской labоратории ВВС

राइट-प्याटरसनको बजारमा, यहाँ। ओगायो। Этот bronejilet включает novую форму керамических plastin, которые могут выдержать больше

ударов пулями, чем современные plastinы, кроме того,

он имеет защитные устройства для бицепсов и ребер।

Рисунок 3 - plastinы, 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, домека используемым на стенах ванной комнаты। Керамические материалы использовались в домашних условиях тысячелетиями, однако эти материалы стали началовиях стали началовиях , которые применяются в настоящее время मा боевых bronirovannых машинах।

Слово «керамика» обозначает «обожженные вещи» र фактически современная машиностроительная керамика, подобно свобайная глины, требует для своего производства значительного нагрева। Однако главной разницей между керамикой, которую мы выбираем для использования в качестве broni, и керамикой, которуадом, которую является прочность। Современные броневые керамики являются очень прочными материалами и фактически при сжатии они могут бычельный они имеющиеся самые прочные стали (см. Табл. १)। Это полезное свойство используется для broni, в которой снаряд или кумулятивная струя прилагают сжимающую нагрузакут। Керамики, конечно, имеют «Ахиллесову пяту»। Они слабы на растяжение и, следовательно, они способны выдерживать только очень маленькие количества деформации (удличества деформации), показывает Таблица 1. Это объясняется наличием в структуре очень маленьких трещин, которые, когда подвергаются наличием रेस्टियाजेनिया, 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 broni должно тщательно обдумываться।

ट्याब्लिसा 1 - NECOTORые свойства bronevыh keramik 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 быструкции। Другими словами, кинетическая энергия снаряда рассеивается броневым материалом разбивая снаряд на осколки и пенетическая энергия снаряда получающихся в результате осколков в сторону от защищаемой конструкции। Другие элементы в многослойной конструкции будут действовать как «поглотители», то есть они поглощают поглощают кинетичают кинетичают счет пластической деформации или расслаивания, таким образом превращая ее в более низкую форму энергии, такую ​​как.

रिसोनोक 4 - मेहानिज्म पोराजेनिया प्रबाइवनिम प्लिट

COMPOZITNOY/гибридной broni।

Большинство систем брони оптимизировано для «разрыва» र «поглощения» кинетической энергии подлетающего средства угрозыва। Так, возьмем 7,62-mm/39 пулю AK-47। Примерно 6 mm подходящей керамики, связанной с полиамидной тыловой стороной, такой как Kevlar, было бы достатобычно, было бы достатобычно 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 broni, облицованной керамикой, может быть отнесено войны, когда 1918 मा подвергающуюся удару сторону стальной цели, увеличивало ее защитные возможности। Несмотря на это раннее открытие, применение керамических материалов является относительно недавним спосовобощамих свойств в таких странах, как Великобритания। Однако этот способ нашел широкое использование в Советском союзе и военнослужащими США во время вьетнамской вое. Здесь использование керамических материалов вызвано попыткой уменьшить потери летчиков вертолетов। उदाहरणका लागि, 1965 году вертолет UH-1 HUEY был оснащен комплектом композитной брони с твердым покрытием (HFC), испрованым покрытием (HFC), сиденьях пилота र второго пилота। Сиденья обеспечивали защиту от 7,62-mm broneboйных (AR) боеприпасов снизу, с боков и сзади благодаря испечивали защиту karbida borra र osnovania iz стекловолокна। Карбид бора является одной из самых легких керамик, которые могут использоваться в броне (и по хорошей причине)। Он имеет примерно ३०% катаной гомогенной броневой стали (см. Табл. 1)।

Рисунок 5 - सिडेनिया vertoletov 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.)

र MH-60 BLACKHAWK (फिर्मा Ceradyne Inc)।

Конфликт, конечно, дал подъем новым идеям, а необходимость защитить экипажи вертолетов привела к обширнывам иснимость। Именно эта работа, выполненная ученыmi США 1960-е годы, создала базу для совершенствования в настоящехерике выполненная keramichescoy broni।

Механизм воспрещения пробивания преграды snaryadom

Прежде чем углубиться в изучение современных успехов в технологии керамической брони, полезно рассмотреть , полезно рассмотреть , которых система на базе керамики способна разрушать снаряды। रानन्याया रबोटा एम। ल। 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 певриной сталкивается 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 эластичное отражение, которое разбивает керамичет которое. Кроме этого, происходит сильная сдвиговая волна , которая буквально «расстегивает как молнию» полимерный связуеващий , малодит связуеващий 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. ris. ६)।

Рисунок 6 - Model ANSYS AUTODYN-2D, показывающая образование

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

Голубые области показывают неупругую деформацию; можно видеть,

что plasticheskaya деформация задней плиты происходит как raz

под образуемым нагрузочным конусом keramiki.

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 свойство, воздействие которой направлено назад по стержню снаряда। Это очень важно, так как керамика с высоким акустическим сопротивлением приводит к высокой интенсивности воздевойвойствой высоким на снаряд, вызывая его повреждение при растяжении।

Против кумулятивных струй, таких как образуемые гранатами РПГ-7, керамические материалы, кажется, обладают магесть магость противостоять пробиванию। Разгадкой здесь является охрупчивание (хрупкое противодействие) материала। Когда кумулятивная струя проникает в керамику, она разбивается на очень мелкие осколки मा ограниченном rayone. Следовательно, каверна, которая образуется под воздействием кумулятивной струи, является относительной бесформенорность 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 сравниать высокие. Следовательно, потребуется довольно большая толщина стекла для обеспечения достаточной защиты। Оконное стекло толщиной 3 mm не устоит против струи гранаты РПГ-7!!

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

Керамические материалы обладают также хорошим механизмом упрочнения при нанесении удара при более высоких спощеможество 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 broni। По мере увеличения прочности возрастает сопротивление пробиванию и, следовательно, струе или снаряду все труднее пробиванию Именно этот механизм упрочнения делает эти материалы особенно ценныmi в остановке самоформирующихся поражавщем поражающем «Udarnogo yadra» (EFP)। Недавно боевые части на базе EFP привлекли серьезное внимание благодаря использованию их повстанцами в Ираке, имече, имече повстанцами 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, овнофоке металла благодаря высокой скорости, однако эти элементы относительно мягкие। В более усовершенствованных элементах EFP используется tantal Однако твердость керамики делает ее заманчивой из-за способности вызывать значительное противодействие сильфномуру. 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

ब्रोन मेसिनमा प्रयोग गर्न सकिन्छ।

रिसोनोक 8 - माशिना बुल क्लासा एमआरएपी II, राइजरबोटान्ना फर्मामी ओशकोश

и Ceradyne, отличается большим использованием керамической broni для

обеспечения защиты от зарядов типа «ударное ядро»।

Керамические materialы для применений на поле боя

अक्सिड एल्युमिनिया

1980-е годы в большинстве систем защиты на основе керамики, которые использовались на поле боя, употреблялсяоя систем защиты известный иначе как глинозем (एल्युमिना)। Оксид алюминия относительно недорогой в производстве и даже довольно тонкие элементы защиты на его бализе моговодстве оружия, выстреливаемые с высокой скоростью। 1995 मा ST. ज. Роберсон из фирмы Advanced DefenceMaterials Ltd, имеются значительные улучшения характеристик систем защиты при использования при использования сравнению с другими керамическими/композиционными материалами। А при использовании систем с карбидом кремния и карбидом бора дополнительная баллистическая характеристика мала при зактеристика DPOLNITELNых 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, беслиманчивым масса, उदाहरणका लागि, в самолетных или личных (индивидуальных) системах защиты।

Рисунок 9 - Поверхностная плотность различных типов материалов,

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

по сравнению с их относительной стоимостью।

Оксид алюминия широко используется в системах индивидуальной защиты личного состава, а также в системах защится. Великобритании первая система защиты для личного состава массового производства, в которой использовались керамивыбычесь , सेभेर्नोइ इरल्याण्डमा। Базовая мягкая система защиты, известная как боевая личная broня (СВА), является составной и состоит из основолоноговного состоит и полиамидного волокна, к которому могут добавляться 1-kg плиты из композиционного материала с полиамидныноционымовом , keramikoy для обеспечения защиты сердца и основных органов от высокоскоростных винтовочных пуль (см. ris. १०)। Они подобны плитам SARI, которые привлекли широкое внимание военнослужащих США।

Рисунок 10 - Боевая личная система защиты (СВА),

показан karman для вставки керамической плиты।

Рисунок 11 - Процесс задержки сердечника пули ARM2 iz

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 1960-е годы। Он невероятно твердый, но также невероятно дорогой и поэтому он используется только в самых экстремальных условероятно 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-mm пуль со стальным сервжердем себе комплект «тупой травмы»। Тупая травма происходит, когда защита не пробивается, но передача импульса удара вызывает большую деформацовет, большую деформацовется 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, razrabotannыy

институтом технологии штата жоржия, позволяет создавать сложные

изогнутые формы для использования в касках и других элементах

личной защиты। На снимке показана опытная каска малого мастаба।

कार्बिड बोरा является материалом высокими характеристиками मा। Однако кроме невероятной твердости, которой обладает этот материал, и его невероятно низкой плотности, он именет одиметности 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 подвергаитудаульскими вызываемому этими боеприпасами। तथ्यहरू снарядов на базе карбида вольфрама определенные марки карбида бора действуют также хорошо, как и преграды из оялюк. यो NESMотря на большую твердость karbida borra। Обнаружено также, что когда карбид бора связан с слоистым пластиком, армированным волокном, происходит явление» происходит явление» происходит явление». Это происходит там, где обнаруживается двойная скорость V50 (скорость, при которой ожидается, что 50 % снарядов полюзивается)। 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 больше, 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 материалом broneboynыh snaryadov।

Рисунок 13 - Рентгеновский снимок, показывающий временные данные

воздействия 7,62-mm сердечника пули АРМ2 на karbid borra। POKASANы:

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

कार्बिड क्रेमनिया

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

Карбид кремния, в частности, показал невероятное сопротивление пробиванию, вызванному явлением, известным как завестным как завервежка. Говоря просто, «задержка во времени» это, когда снаряд, кажется, буквально сидит (отсюда «задержка») на поверхностимостия после удара। Это явление, которое можно видеть при использовании технологий высокоскоростной фотографии и вспышке рентгеновского , рентгеновского , образом тем, что керамика представляется более прочной, чем снаряд, и, следовательно, снаряд начинает течь радипавляется более прочной Хотя это явление наблюдалось в начале 1990-х лабораториями сухопутных войск США, ученые все еще пытаются размение которым оно поддерживается मा keramike। Однако известно, что «длительное» удержание является ключом, вызывающим это действие। Одним способом, которым этого можно достичь, является использование типа горячего прессования для капсулирования для капсулирования मेटललिचेस्क नाक्लाडोक। Следствием этого процесса является вызывание высоких сжимающих напряжений в керамическом материале посредствомогомологовомать напряжений metallicheskih र keramicheskih sloev pri охлаждении। Эта предварительная нагрузка в конечном счете обеспечивает керамике преимущество। Второе преимущество обеспечивается окантовкой керамического материала металлическими накладками и увеличением возможиновыми 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 обрабовотьки 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 могут образоваться keramike। Для карбида кремния, полученного соединительной реакцией они принимают вид кремния - относительно мягкого материала।

Рисунок 14 - MICROSCOPICHESKAIA स्ट्रुक्टुरा (сверху вниз): связанного

реакцией karbida kremnia, спеченного karbida kremnia र karbida borra।

Рисунок 15 - Новая гусеничная боевая машина PUMA является одной iz

нескольких машин, которые защищены элементами керамической брони SICADUR (карбид кремния) फर्म्स CeramTec-ETEC। यो मासिना

находится на вооружении германских сухопутных войск।

ड्रुगिए कम्पोजिसन सामग्री

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 увеляется странным материалом (обладает высокой стойкостью), однако при баллистических скоростях, встречаемых на сегодняшнем поле боя, он обладаетойсних 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 акустивачевет высокое। Это последнее свойство является главным и используется в защитных устройствах (системах) для возбуждения в возбуждения в возбуждения большой амплитуды, что в конечном счете приводит к его разрушению। Полагают, что только объектам с относительно тонкой броневой защитой, требующим обеспечения стойкости от обстрела броный) боеприпасами, такой материал может обеспечить потенциальные возможности экономии заброневого пространства, когдавясеме пространства определяющей.

व्यावसायिक सामग्री

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

Прозрачные керамические материалы обеспечивают заманчивую альтернативу пулестойким системам остекления, так катыеми 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 защитятых, अक्सिनिट्रिड अल्युमिनिया वा एलोन, अल्युमोमागनेजियाल्नाया स्पिनेल वा स्पिनेल र ओड्नोक्रिस्टाललिचेस्की ओक्सिड अल्युमिनिया (स्यापफिर)।

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

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 одноосевым направлениях, а не просто в одном направлении। Результатом этого являются большая однородность материала и микроструктуры без преимущественной ориентации, что повляются большая पूर्वनिर्धारित र विकासशीलता।

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

прозрачную керамическую bronyu AMAR-T फर्म IBD मा।

Рисунок 18 - Сверхлегкая защита AMAP-R plus защита

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

В настоящее время эти три керамических материала являются дорогостоящими в производстве, а это значит, что ищвазеских истое материала резервируется для очень малых областей использования। Однако германская фирма IBDeisenroth ईन्जिनियरिङ् मोड्युलनोइ ब्रोनिवोय защиты)। В своем изделии АМАР-Т, где Т означает прозрачная, фирма использует прозрачные керамические материалы для материалы 4 बाट STANDARTU STANAG। Эти данные означают, что этот тип защиты сможет успешно остановить многочисленные удары с близкого расстоя2-R5M7 бронебойными боеприпасами Драгунова со стальным сердечником। Достижение защиты уровня 4 по стандарту STANAG с помощью прозрачной broni является впечатляющим при наличать угадарту 14,5-mm/114 пулей В32 с расстояния 200 м при скорости 911 м/с.

नयाँ उत्पादनहरू

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 ремогодания। Ранние способы использования керамических материалов включали заделку керамических сфер в переднюю часть обоческий сфер основных боевых танков для обеспечения отклонения и эрозии бронебойного снаряда। Это занятие интеграцией продолжалось с некоторыми танками Т-७२ र टी-८०। 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 другамических материалов обычно не видны пользователю।

Одним таким примером является система LAST (техника легкой дополнительной системы), которая использовалась морской пехотоай Система (8h8)। Система broni LAST состоит из шестигранных модулей керамической broni, 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 सिग्नाटुरॉय। Были разработаны подобные образцы, в которых использовались крепежные крюки и петли Velcro для установки керамический керамический крамический целью снижения сложности работ на театре военных действий (в боевой обстановке)।

Такой metod крепления использовался 1990-е годы с броней ROMOR-C फर्म रोयल अर्डनेन्स (Tеперь это часть группы BAE Systems)। Эта броня состояла из слоев керамики из оксида алюминия, приклеенных к GFRP(стеклопластиковой)/алюциниевой констирук. Обнаружено, что этот тип соединения, который используется в производстве брони такой конструкции, является вполяется вполяется вполяется 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। उदाहरणका लागि, шестиугольные плитки удовлетворяют требованиям (см. систему LAST), так как они сводят до минимума разругитворяют требованиям। Недавно научно-техническая лаборатория министерства обороны Великобритании запатентовала шестиугольный элемент для исполовазиновой министерства componovke। Этот особый элемент имеет выступы, которые отделяют его от соседних, предотвращая, таким образом распространеврайножение волны) по brone।

Предотвращение распространения ударной волны от плитки к плитке не является новой идеей и фактически некоторые , фактически некоторые она уступает разумному решению Советского Союза вставлять керамические сферы в башни его танков। Одной из более успешных систем broni, в которых используется этот метод, является легкая усовершенствованщная , броянствованщная поражения огнестрельным оружием (LIBA), разработанная фирмой Mofet Etzion Ltd (ISRAIL)। Эта броня состоит из многочисленных керамических элементов, которые вставляются в резиновую матрицу। Эта броня может производиться так, что она обеспечивает защиту от 14,5-mm broneboyno-зажигательных (API) боспечивает дополнительное преимущество, заключающеся в том, что отдельные элементы могут быть заменены после их повяжре. 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 обесуваться защиту от многих попаданий благодаря своей многосегментной конструкции। Ее использование распространяется также на легкие бронированные машины। Она использована на машинах Stryker сухопутных войск США, находящихся на вооружении в Ираке и Афганистане।

Рисунок 19 - Крупный план модуля broni LIBA

фирмы Mofet Etzion, показаны открытые шарики керамической broni।

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 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 твадет, 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 большиможами слоями Металлокерамические разрушающие слои могут так же использоваться в качестве наружных (передних)। Эти материалы являются смесью керамики и металла при значительной части keramiki। उदाहरणका लागि, labоратории 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 павется задней। Задняя поверхность состоит из чистого титана। 14,5-mm снаряда В32 снаряда В32 GOMOGENNOY BRONEY (RHA)। Потенциальным преимуществом этих материалов является то, что они могут обеспечивать лучшую защиту от, многайтся keramika, однако современные данные говорят, что их характеристики все еще ниже характеристик более обычеристик более обычных бросым materialov

Композиционные материалы с металлической матрицей (ММС) 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 , 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 площади поверхности, плотность кинетической энергии, действующей на опорный материал. Твердые частицы карбида титана (~ 1500 VHN) разрушают снаряд, но благодаря относительно жесткой металлической мавлеция металлической частицы, распространение трещин ограничено। Производители утверждают, что 7,62-mm – 51 mm пуля WC-Co может быть остановлена ​​броней с конструкционной плотрукционной плотрукционной², которая создана композиционным опорным материалом с волокном из ароматического полиамида। Эти композиционные материалы с металлической матрицей могут производиться при использовании процесса саморащеской процесса высокотемпературного синтеза (SHS)।

Рисунок 21 - BRONIA Exote फर्म Exote Oy разбивает пробивающий

снаряд र исключает поражение। Удар drobitsя и распределяется

по большей конусообразной поверхности, которая эффективно

поглощает энергию снаряда।

Коммерческие variantы

В эти дни существует много вариантов керамических плиток для приобретения систем личной защиты र полных комплектов полных комплектов боевых bronirovannыh mashin। Фирма IB Deisenroth, в частности, известна обеспечением защитных решений в течение свыше 20 лет। Ранним примером применения ее broni является система MEXAS (модульная, поддающаяся изменению система брони), устанавия система брони М113 для действий в Боснии। Представители фирмы установили также подобную систему на разработанную фирмой मोवाग्माशिनु LAV III (8х8), опять же дусхнах дустанов войск В обоих этих примерах broня из керамических плиток MEXAS была успешно установлена ​​снаружи металлических corпусов машин। Эта броня установлена ​​также на боевую машину स्ट्राइकर США для обеспечения защиты от 14,5-mm бронебойных пуль, бронебойных путель, говорится, что она не устанавливается на машины во время мирной боевой подготовки, так как она добавляет к мастанавляет 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 , огнестрельного , эти типы keramiki заманчивы для создания broni। Однако спеченные керамические материалы, такие как Sintox FA फर्ममा Morgan Martoc имеют длинную родословную в создании брония. Фирмы МОН-9, ЕТЕС, ВАЕ Systems, Ceradyne и CoorsTek также производят большой ряд видов керамических материалов обыпидопать материалов плиток broni для машин и самолетов। Однако ключевым моментом разработки комплектов керамический broni 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 защьащить система Большинство может основывать свой опыт в отношении керамических материалов на том, что они видели на кухне прибоври на видели 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

Несмотря на высокие характеристики керамических материалов они не должны рассматриваться как единственный магнозиный магазин обслуживанию систем защиты। Они являются все же паразитическими по природе и, следовательно, не могут сделать существенный вклад в констимуксым. Причиной этого являются их неспособность выдерживать усталостную нагрузку на конструкцию и, не в меньшей, стевдерживать keramicheskih деталей сложной формы। Кроме того, они обладают пониженной способностью выдерживать многие попадания по сравнению с другими , другими материамкамитими , र ALLUMINII। При использовании металлов действие пробивания ограничено областью до одного-двух калибров от точки удара, а при использовании 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 многочисленных 14,5-मिमी केपीवी। Из этого оружия многие сотни пуль могут быть выпущены по выбранному месту за минуты и, следовательно, в этяхяхуахен хорошая способность выдерживать многочисленные попадания। Однако керамические материалы обеспечивают преимущества там, где вероятны лишь одиночные попадания, например, влесов उदाहरण тяжелой broni। В результате керамические материалы широко использовались в сиденьях экипажей и полах бронированных вертолетов и траностолей उदाहरणका लागि, फर्ममा ВАЕ प्रणालीहरू разработала монолитное ковшеобразное сиденье для летчика вертолета UH-60M, изготовленное с испольчемний ковшеобразное сиденье materialov Подобные сиденья были изготовлены с использованием карбида бора и опоры из материала Kevlar для вертолета АН-64, Сакта03 Использование керамической broni для сидений экипажа стало почти принятым методом защиты экипажа и обеспечений экипажа стало военном использовании मा направлений - вылеты вертолетов во Вьетнаме।

Рисунок 22 - Задняя сторона толстой керамической плитки, которая

पोलुचिला उदार विसोकोसकोरोस्टनोई प्युले। 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 вревоймой, उदाहरणका लागि, на танках, таких как Т-34। Однако преимущество, которое может быть обеспечено металлической плите, размещенной под углом к ​​подлетающему , содлетающему содлетающему таким же образом keramikoi। У металлической broni 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 отражаеция входит 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 они хорошо, как думали и ли 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 достигатьученная керамических материалов в подходящую оболочку путем рассредоточения керамики в конструкции типа матрицы (наплиBAмер), уменьшения razmerov, kak 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 твердометому, способен выдерживать следующие один за другим удары снарядов। К сожалению, в отношении керамических материалов имеется общее правил, чем тверже вы делаете материал, темолких материалов становится।

Другие успехи могут быть сделаны в обработке сырья и, в частности, снижения стоимости керамических материбовылоголеский 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 подержки. Или могут фактически появиться методы лучшего соединения, что обеспечит возможность соединять керамикость соединять керамику без использования полимерных kleev। В любом случае estь, 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।