УСПЕХИ В ОБЛАСТИ КЕРАМИЧЕСКОЙ БРОНИ Пол Дж. Хейзелл

В настоящее время существует непрерывно возрастающая потребность в более легких и меньших пои габры системах. Ожидается, что боевые бронированные машины будут легче и меньше по габаритам благода повышенным повышенным повышенным повышенным ской мобильности. Этому способствует современная броневая керамика, которая является очень прочным материалом, фактиалом, фактиалоче высокими характеристиками по сравнению с имеющимися самыми прочными сталями. Это полезное свойство может быть использовано для брони, в которой снд (пуля) или кумулятивная стригаю пуля пуля зку на материал.

Западные вооруженные силы увеличивают свое присутствие for границей, где основная угроза предрадставлет желых пулеметов (НMG) eller выстреливаемых med упором в плечо противотанковых средств типа РПГ. A зования легих боевых бронироeds доволно низим уровнем броневой защиты от онестрелного оржия (оно от 7,62 -мм оружия). В связи с таким положением возникает требование к производству брони, обеспечивающей лучшую защостин защостин овременном сведении до минимума ее полной массы.

Хорошая защита в сочетании с малой массой играет важную роль в собственной защите личного состав, ат, ведущий боевые действия в Ираке или Афганистане. Взять, например, личный бронежилет (IBA) сухопутных войск США. Первоначальная его концепция состояла из верхнего тактического жилета (OTV) og двух носимых керамич и 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 улумшеннывика е расширенная защита с дополнительными приспособлениями, закрывающими плечи. Для этой цели были использованы пластины SAPI og ESBI, er tilgjengelig скоростью. Этот уровень улучшенной, но легкой защиты был достигнут только при использовании керамических материалов.

Рисунок 1 – Эта керамическая пластина SAPI, часть

бронежилета, спасла жизнь своему владельцу в Ираке.

Рисунок 2 – Новый бронежилет, обеспечивающий защиту уровня 4,

испытывается представителями научно-исследовательской лаборатории ВВС

на авиационной базе Wright-Patterson, шт. Огайо. Этот бронежилет включает новую FORMу керамических пластин, которые могут выдержать больше

ударов пулями, чем современные пластины, кроме того,

он имеет защитные устройства для бицепсов и ребер.

Рисунок 3 – Пластины, вставляемые в бронежилет,

находятся в массовом производстве фирмой Ceradyne.

Основные соображения по керамической броне

Большинство людей ассоциируют слово «керамика» с глиняной или фаянсовой посудой, которую онисп, которую омисп используемым на стенах ванной комнаты. Керамические материалы использовались в домашних условиях тысячелетиями, однако эти материали сталич , которые применяются в настоящее время в боевых бронированных машинах.

Слово «керамика» обозначает «обожженные вещи» og фактически современная машиностроительная керамика, подсобика ины, требует для своего производства значительного нагрева. Однако главной разницей между керамикой, которую мы выбираем для использования в качестве брони, мою керамикор а, является прочность. Современные броневые керамики являются очень прочными материалами и фактически при сжатии они могут ботиче меющиеся самые прочные стали (см. Табл. 1). Это полезное свойство используется для брони, в которой снда или кумулятивная струя прилагают снажимаю. Керамики, конечно, имеют «Ахиллесову пяту». Ни саы на растяжred до разршения), как показывает табица 1. это оъяетEct т локализованны силам растяжения, яenвлтся источником кататастрофичесогоазршения. 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.

Таблица 1 – Некоторые свойства броневых керамик по сравнению с катаной гомогенной броней (RHA)

Керамики в броневом применении работают в значительной степени как элементы устройства разрыва в конструсий бронструкцин. Целью этих материалов в конструкции многослойной брони является разрыв на осколки подлетающего рони о. Другими словами, кинетическая энергия снаряда рассеивается броневым материалом разбивая снергия на оскелкив учающихся в результате осколков в сторону от защищаемой конструкции. Другие элементы в многослойной конструкции будут действовать как «поглотители», то есть они поютеск снда за счет пластической деформации или расслаивания, таким образом превращая ее в более низкую, формаю ота.

Рисунок 4 – Механизм поражения пробиванием плиты

композитной/гибридной брони.

Большинство систем брони оптимизировано для «разрыва» og «поглощения» кинетической энергии подлетающего подлетающего . Так, возьмем 7,62-мм/39 пулю АК-47. Примерно 6 мм подходящей керамики, связанной с полиамидной тыловой стороной, такой как Kevlar, было бочо бочной начительное разрушение сердечника пули. Разбивание сердечника связано также с радиальной дисперсией. То есть, осколки сердечника приводятся в движение перпендикулярно, когда снд пытается пробить систему. Это уменьшает плотность кинетической энергии снаряда (кинетическая энергия, деленная на площадь погипереч ательно, уменьшает пробивную способность.

Начало первого исследования в области типов брони, облицованной керамикой, может быть отнесено ко пекериов войны, когда в 1918 году майор Невилл Монроу Хопкинз экспериментально наблюдал, что 0,0625 дэна дэн подвергающуюся удару сторону стальной цели, увеличивало ее защитные возможности. Несмотря на это раннее открытие, применение керамических материалов является относительно недавним спохн свойств в таких странах, как Великобритания. Однако этот способ нашел широкое использование в Советском Союзе и военнослужащими США во времная ском. Здесь использование керамических материалов вызвано попыткой уменьшить потери летчиков вертолетов. Например, в 1965 году вертолет UH-1 HUEY был оснащен комплектом композитной брони с твердым покрытием (H х сиденьях пилота и второго пилота. Сиденья обеспечивали защиту от 7,62-мм бронебойных (АР) боеприпасов снизу, с боков и сзади блаюковиз арбида бора и основания из стекловолокна. Карбид бора является одной из самых легких керамик, которые могут использоваться в броне (og похорошин). Он имеет примерно 30 % от массы стали того же объема и в то же время величину твердости, которавшно дости катаной гомогенной броневой стали (см. Табл. 1).

Рисунок 5 – Сиденья вертолетов являются типичным примером применения

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

карбид бора жесткого прессования (фирмы Simula Inc.)

og MH-60 BLACKHAWK (bildet Ceradyne Inc.).

Конфликт, конечно, дал подъем новым идеям, а необходимость защитить экипажи вертолетов привелшов. Именно эта работа, выполненная учеными США в 1960-е годы, создала базу для совершенствования в насторащев насторащее й брони.

Механизм воспрещения пробивания преграды снарядом

Прежде чем углубиться в изучение современных успехов в технологии керамической брони, полезменных успехов в технологии керамической брони, полезменно месть которых система на базе керамики способна разрушать снаряды. Ранняя работа М. Л. Уилкинза и его коллег из лабораторий США создала основу для понимания того, что фактически происходит жия 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 вослис стайн ностью 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 свящее время создается при использовании полимерного свящающо ей природе имеет низкую жесткость и плотность. На поверхности раздела керамики/связующего материала происходит сильное эластичное отражение, котрамик ал. Кроме этого, происходит сильная сдвиговая волна, которая буквально «расстегивает как молнию» полимисус овательно, 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, чостоши в растав яет нагрузку от пули по более широкой площади поверхности (см. рис. 6).

Рисунок 6 – Модель ANSYS AUTODYN-2D, показывающая образование

конуса нагрузки в керамике под пробивающей пулей. Зеленый цвет показывает неповрежденный материал, en 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. Hvis du vil være autorisert, kan du bruke selskapets forsikringsselskaper. 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 интенсивновы ействие которой направлено назад по стержню снаряда. Это очень важно, так как керамика с высоким акустическим сопротивлением приводит к высокой интезенсив волны на снаряд, вызывая его повреждение при растяжении.

Против кумулятивных струй, таких как образуемые гранатами РПГ-7, керамические материалы, кажется, кажется, ностью противостоять пробиванию. Разгадкой здесь является охрупчивание (хрупкое противодействие) материала. Когда кумулятивная струя проникает в керамику, она разбивается на очень мелкие осколки в ограниченном для ограниченном и мащенном и мащень оне. Следовательно, каверна, которая образуется под воздействием кумулятивной струи, является относительно ботносительно бес form, когда она стремится пройти через этот материал. Интересно, обнаружено, что обычное флоат-стекло (то есть стекло, которое находится в окнах жилычное флоат-стекло)флоат-стекло ивным в качестве броневого материала против кумулятивных струй. Однако следует подчеркнуть, что эти высокие показатели проявляются при соотношении массы массив, срассив. Следовательно, потребуется довольно большая толщина стекла for 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 мавин тетом Cranfield University в военной академии Великобритании (30. april-2. mai 2008). Во время этого симпозиума профессор Манфред Хелд (изобретатель взрывной реактивной брони) обсужоп чной взрывной реактивной брони (ERA), то есть, брони ERA, в которой в качестве материала противодействислищей противодействислищей. Если бы использовалась прозрачная взрывная жидкость вместо обычных составов РВХ, можно было бропою произ систему ERA. Онако, как почеркну професор хел, эта стема бет ченоо и з з з з з з з з з з з з з зAL</s> ° ует взрывчатое вещество взрывной защиты. Толщина неподвижной задней плиты должна быть порядка 150- 200 мм по сравнению с 10- 20 мм передней противодействующей плиты.

Керамические материалы обладают также хорошим механизмом упрочнения при нанесении удара при болокехи высю х элементов. Это особенно полезное свойство при воздействии кумулятивной струи, так как прочность керамики, в эслучич вается при этих очень высоких темпах нагрузки. Это хорошее свойство для разработчика брони. По мере увеличения прочности возрастает сопротивление пробиванию и, следовательно, струе или снеду всетрудю у. Именно этот механизм упрочнения делает эти материалы особенно ценными в остановке самоформируюхихт па «ударного ядра» (EFP). Недавно боевые части на базе EFP привлекли серьезное внимание благод использованию их повстанцамию Имикею Имита запасы противотанковых мин советской эпохи, в которых используются элементы EFP. Обычно оболочки таких зарядов делаются из пластичных металлов, например, низкоуглеродистой стали или металов. Получающийся в результате подрыва поражающий элемент состоит в этом случае из деформированнаго формированног ивного благодаря высокой скорости, однако эти элементы относительно мягкие. В более усовершенствованных элементах EFP используется тантал (очень дорогой материал из-за его использованилефользования). Однако твердость керамики делает ее заманчивой из-за способности вызывать значительное противодействие сиFP. Одним из примеров керамической брони for защиты от EFP является плита, устанавливаемая на некоторых машина min.

Рисунок 7 – Компоненты керамической брони фирмы Coors-Tek

для применения в броне машин.

Рисунок 8 – Машина BULL класса MRAP II, разработанная фирмами Oshkosh

og Ceradyne, отличается большим использованием керамической брони для

обеспечения защиты от зарядов типа «ударное ядро».

Керамические материалы для применений на поле боя

Оксид алюминия

В 1980-е годы в большинстве систем защиты на основе керамики, которые использовались на поле болебоя, уполися звестный иначе как глинозем (alumina). Оксид алюминия относительно недорогой в производстве и даже довольно тонкие элементы защиты на его лкового оружия, выстреливаемые с высокой скоростью. Как отметил в 1995 году С. Дж. Роберсон из фирмы Advanced DefenceMaterials Ltd ению с другими керамическими/композиционными материалами. А при использовании систем с карбидом кремния и карбидом бора дополнительная баллистическая характериликон характерилико нительных затратах. Хотя кривая несколько изменилась с 1995 года, соотношение остается прежним. Существует оптимальное по высокой стоимости решение для относительно небольшого улучшения балраликстихскический. Однако преимущество добавленной защиты от огнестрельного оружия (хотя и небольшой) может большой может бители защин мальная масса, например, 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 такжез машиз маще. В Великобритании первая система защиты для личного состава массового производства, в которой использоваски введена в Северной Ирландии. Зазовая мягая система защиты, известная как боевая Jeg окном, оицованные керамикой дя оесечения защиты серца и оновных органов от высокоскоростных винтовочных пуль (см. рис. 10). Они подобны плитам SAРI, 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.

Карбид бора

Несмотря на экономическую эффективность и способность оксида алюминия остановить большинство пусин большинство пус ельно хорошей эффективности по массе, свой путь на рынок керамической брони нашли другие керамические. 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 эсксты желательно компенсировать несколько грамм массы броневой структуры, например, как в сиденьях экипамолжа OSPRса2жа OS. Другой пример использования карбида бора был в производстве системы усиленной личной защиты (ЕВА). Опять была необходима минимальная масса for относительно высокой защиты. Она была введена британскими сухопутными войсками для обеспечения защиты от 12,7-мм пуль со стальным сердис комплект «тупой травмы». Тупая травма происходит, когда защита не пробивается, но передача импульса удара вызывает мащита большию дущую 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 карбида бора, 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, og его невероятно низкой плотности, недостаток. В последние годы есть некоторые основания предполагать, что он не будет действовать так хорошо, киапива сокоскоростными пулями с плотным сердечником. Это, как полагают, обусловлено физическими изменениями, которые происходят с материалом, когдалом, когдасон полагают зываемому этими боеприпасами. Фактически при испытании с неопределенным алюминиевым материалом в качестве опоры есть основание похпох сндов на базе карбида вольфрама определенные марки карбида бора действуют также хорошо, како и писрег. Это несмотря на бóльшую твердость карбида бора. Обнаружено также, что когда карбид бора связан с слоистым пластиком, армированным волокном, происходит ков». Это происходит там, где обнаруживается двойная скорость V50 (скорость, при которой ожидается, чтолсть пцолдюцою ). Раскрытия (действия) двойной скорости V50 обычно объясняются переходом от пробивания цели неповрежсдныце разрушенным снарядом на более высоких скоростях. Однако работа научно-исследовательской лаборатории сухопутных войск США показала, что воздействие моздействие при 5 ционный материал, облицованный карбидом бора, происходит в связи с изменением в процессе образокования оскрасования. Тем не менее, вывод из этих результатов означает, что толщина плиты из карбида бора должна больжна больте боль ли, чтобы защищать от этих плотных сердечников снарядов с высокой скоростью. Имеется много данных, которые показывают, что карбид бора является хорошим керамическим для материалип х бронебойных снарядов.

Рисунок 13 – Рентгеновский снимок, показывающий временные данные

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

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

Карбид кремния

В последние годы другие керамические материалы также показали значительную перспективу в обеспечении защиты от огнестрельного оружия, но ни один из них не оказался более эффективным, чем подверженные горячему прессованию образцы карбида кремния, которые производятся фирмами США, такими как BAE Systems и CeradyneInc. Фирма Ceradyne, в частности, имеет длинную родословную в производстве керамических плиток для примению с вечи енной в этот процесс с 1960-х годов. Этот matic зано, обеспечивает высокое сопротивление пробиванию боеприпасами стрелкового оружия, en также снAPFSдами. Во время изготовления обычно достигаются температуры примерно 2000°С.

Карбид кремния, в частности, показал невероятное сопротивление пробиванию, вызванному явлением, известнием. Говоря просто, «задержка во времени» это, когда снаряд, кажется, буквально сидит (отсюда «задержонка») время после удара. Ider O диално по поверхности керамики. Хотя это явление наблюдалось в начале 1990-х лабораториями сухопутных войск США, ученые всесещ анизм, 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 капсия металлических накладок. Следствием этого процесса является вызывание высоких сжимающих напряжений в керамическом матерп огласования металлических и керамических слоев при охлаждении. Эта предварительная нагрузка в конечном счете обеспечивает керамике преимущество. Второе преимущество обеспечивается окантовкой керамического материала металлическими накладками и увелив ать многочисленные попадания. Это ограничение действует для сохранения всех осколков в едином объеме и, следовательно, увеличиваесит ри дополнительных выстрелах.

Относительно недорогой карбид кремния может производиться также посредством процесса, известиного каце. Этот процесс обеспечивает точный размер керамического изделия, тогда как другие традиционные метобные метолия лучить этого из-за высоких температур и давления. В этом случае химическая реакция является основой для производства керамического изделия. Реакция соединяет исходные материалы керамики, используемые for определенных видов брони при низкой. Однако часто в структуре керамики откладываются побочные продукты в FORMе «пудлинговых криц», которые в керамике. Для карбида кремния, полученного соединительной реакцией они принимают вид кремния - относительной реакцией они принимают вид кремния - относительния.

Рисунок 14 – Микроскопическая структура (сверху вниз): связанного

реакцией карбида кремния, спеченного карбида кремния и карбида бора.

Рисунок 15 – Новая гусеничная боевая машина PUMA является одной из

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

находится на вооружении германских сухопутных войск.

Другие композиционные материалы

Другие керамические материалы, например, нитрид кремния и нитрид алюминия показали относительно малуспи одства керамической брони.

Имеются сообщения, что нитрид алюминия был принят на некоторых бронированных машинах, однако ихне. Нитрид аииния является стя х ° относително низой стойостю.

Керамический материал с карбидом вольфрама также рассматривался для применения в средствах защиты и, хотя он относительно дорогой и довольно плотный (номинально в шесть раз плотнее карбида кремния), он очень прочный и вызывает высокое акустическое сопротивление удару. Это последнее свойство является главным используется в защитных устройствах (системах) для возибур ий большой амплитуды, что в конечном счете приводит к его разрушению. Полагают, что только объектам с относительно тонкой броневой защитой, требующим обеспечения беспечения ми (АР) боеприпасами, такой материал может обеспечить потенциальные возможности экостомии забронев, является определяющей.

Прозрачные керамические материалы

В последние годы проведена значительная работа по поиску альтернативы пулестойким системам остекления, костекления, косторывы трового стекла) på таких машинах, как Humvee. Современные традиционные прозрачные системы являются относительно тяжелыми, особенно, когда оютреби екций (окон). Это вызывает проблемы при разработке защиты легких машин. Традиционно системы остекления таких машин состоят из нескольких слоев стекла, каждый из котолелих живается поликарбонатным слоем. Эти типы систем могут иметь массу до 230 кг/м²при толщине 100 мм for обеспечения защиты уровня 3 på standart STANAG Level 3 (for 7,62 mm пуль). Стекло для окна размера машины Toyota LandCruiser и толщиной 100 мм составляет массу примерно 250 кг плюс сталхной плюс полхные для его установки. Общая масса полной системы должна быть, вероятно, значительной.

Прозрачные керамические материалы обеспечивают заманчивую альтернативу пулестойким системам остекленики, таю 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 прозрачнемых вызрачнемых э ются оксинитрид алюминия или ALON, алюмомагнезиальная шпинель eller шпинель и однокристаллический оксин.

Оксинитрид алюминия или ALON может быть получен в качестве прозрачной поликристаллической керамиколической керамики пут маршрутов, которые используются для получения обычной непрозрачной машиностроительной керамики. Обычно ALON будет производиться из предварительно синтезированного порошка, которому затем может может парида может спекаться в азотной атмосфере.

Рисунок 16 – Этот испытательный кусок прозрачной брони,

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

Шпинель может быть поучена путем уплотнения коммерчески доступного порошка либо путем горячего пиресся з давления. Кроме того, для улучшения механических свойств и прозрачности требуется горячее изостатическое прессрабанзие. Этот процесс включает одновременное применение кобразцу равномерного давления газа и нагрева. Основным преимуществом по сравнению с одноосевым горячим прессованием является то, что давление пиковна прессованием лениях, а не просто в одном направлении. Результатом этого являются бóльшая однородность материала og микроструктуры без преимущественной орипичо высоким прочности и прозрачности.

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

в прозрачную керамическую броню АМАР-Т фирмы IBD.

Рисунок 18 – Сверхлегкая защита AMAP-R плюс защита

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

В настоящее время эти три керамических материала являются дорогостоящими в производстве, а этитох значе еще резервируется для очень малых областей использования. Однако германская фирма IBDeisenroth Engineering продолжает развивать этот тип технологии разработкой своего рясделизделик ной броневой защиты). В своем изделии АМАР-Т, где Т означает прозрачная, фирма использует прозрачные керамические материалы для материалы 4 по стандарту STANAG. Эти данные означают небойными боеприпасами Драгунова со стальным сердечником. Достижение защиты уровня 4 по стандарту STANAG с помощью прозрачной брони является впечатляющим прозрачной брони является впечатляющим помощью 4,5 мм/114 пулей В32 с расстояния 200 м при скорости 911 м/с.

Новые подходы

В отличие от средств защиты для личного состава (бронежилет) броня машин не ограничивается потребного потребно; скорее обычно желаемыми качествами являются способность выдерживать многочисленные попадания иобеспьн. Ранние способы использования керамических matic новных боевых танков for обеспечения отклонения и эрозии бронебойного снда. Это занятие интеграцией продолжалось с некоторыми танками Т-72 og Т-80. Однако большинство керамических систем изготавливалось как дополнительный комплект, то есть, система ро крепиться к корпусу машины. Эти дополнительные комплекты состоят из керамических материалов, используемых в сочеталекты состоят из керамических материалов, используемых в сочеталекты со слоуятих материалов ычно не видны пользователю.

Одним таким примером является система SISTE (техника легкой дополнительной системы), которая использмелась инах LAV (8х8). Система брони SISTE состоит из шестигранных модулей керамической брони, которые крепятся к корпусу машины щего при надавливании. Плитки могут укладываться (слоями) for повышения уровня защиты, затем может применяться балливскиче турой. Были разработаны подобные образцы, в которых использовались крепежные крюки петли borrelås for установались крепежные крюки петли borrelås for установкич ке ашин с целью снижения сложности работ на театре военных действий (в боевой обстановке).

Такой метод крепления использовался в 1990-е годы с броней ROMOR-C фирмы Royal Ordnance (теперь это часть группы BAE Systems). Эта броня состояла из слоев керамики из оксида алюминия, приклеенных к GFRP(стеклопластиковой)/алюминий. Обнаружено, что этот тип соединения, который используется в производстве брони такой конструкцевии, яш замечено значительное снижение характеристик, если производитель не использует правильный клей. Обычно желательна хорошая прочная связь, которая не допускает никакого скольжения между задней повикерхн ным элементом, с которым она соединена. Хотя какая-то работа, направленная на совершенствование качеств клея и производилась, она имела относительно. Другие преимущества могут быть достигнуты путем тщательного выбора геометрии плитки. Например, шестиугольные плитки удовлетворяют требованиям (см. систему LAST), так как они сводят до минимям ниц. Недавно научно-техническая лаборатория министерства обороны Великобритании запатентовала шестиугольний запатентовала шестиугольний для шестиугольний запатентовала шестиугольни чной компоновке. Этот особый элемент имеет выступы, которые отделяют его от соседних, предотвращая, такимра образовя арной волны) по броне.

Предотвращение распространения ударной волны от плитки к плитке не является новой идеей и фактически не то 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 легкана усоверщаю я от поражения огнестрельным оружием (LIBA), разработанная фирмой Mofet Etzion Ltd (Израиль). Эта броня состоит из многочисленных керамических элементов, которые вставляются в резиновую матриц. Эта броня может производиться так, что она обеспечивает защиту от 14,5-мм бронебойно-зажигательн, () дополнительное преимущество, заключающееся в том, что отдельные элементы могут быть заменпия пос. Панели сохраняют также определенную степень гибкости и для более низких уровней защиты могут соть могут соч . Следовательно, она может использоваться для защиты личного состава (в бронежилетах), где, как унаютечавш ю защиту от многих попаданий благодаря своей многосегментной конструкции. Ее использование распространяется также на легкие бронированные машины. Она использована på машинах Stryker сухопутных войск США, находящихся på вооружении i Ираке og Афганистане.

Рисунок 19 – Крупный план модуля брони LIBA (легкой усовершенствованной брони, защищающей от пораженильзо пораженириз поражения огними ©

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, сортир ожностям (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 будай 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 сломической передней панели. Металлокерамические разрушающие слои могут так же использоваться в качестве наружных (передних). Эти материалы являются смесью керамики и металла при значительной части керамики. Например, лаборатории соптных вой ша провели эееримент orde (поверхности уара) кадней. Задняя поверхность состоит из чистого титана. Броня из алюминиевого сплава с облицовкой материалом FGM обеспечила лучшую защиту от 14,5-m сан аной гомогенной броней (RHA). По ама керамика, онако современные данные говоряsten, что их хараотттыче не не нже чесих материалов.

Композиционные материалы с металлической матрицей (ММС) также подали некоторую надеженду вобивич ей выдерживать многие попадания по сравнению с керамическими материалами. Один такой образец предлагает фирма Exote Oy. Она произвела композиционный материал с металлической матрицей основе карбида титана, который, который, карбида мы, обеспечивает зону повреждения, которая лишь på 20-30 % i tillegg til площади поперечного сечения пули. Композиционный материал с металлической матрицей применяется способом, подобным большинству керамич с опорным материалом, либо со сталью, алюминием, либо с волокнистым композиционным материалом. При ударе конус (рассмотренный ранее) распространяет нагрузку снда по относительно большой площади площади повизко снда м плотность кинетической энергии, действующей на опорный материал. Твердые частицы карбида титана (~ 1500 VHN) разрушают снаряд, но благода относительно жесткой металич ставлены частицы, распространение трещин ограничено. Производители утверждают, что 7,62-мм – 51 мм пуля WC-Co может быть остановлена ​​броней с конструкцион 5 г/м², которая создана композиционным опорным материалом с волокном из ароматического полиамида. Эти композиционные материалы с металлической матрицей могут производиться при использоводиться использовании проюс сокотемпературного синтеза (SHS).

Рисунок 21 – Броня Exote фирмы Exote Oy разбивает пробивающий

снаряд и исключает поражение. Удар дробится и распределяется

по большей конусообразной поверхности, которая эффективно

поглощает энергию снаряда.

Коммерческие варианты

Hva er det? рони для легких боевых бронированных машин. Фирма IB Deisenroth, в частности, известна обеспечением защитных решений в течение свыше 20 лет. Ранним примером применения ее брони является система MEXAS (модульная, поддающаяся измению система Темнаваск Р М113 для действий в Боснии. Представители фирмы установили также подобную систему на разработанную фирмой Mowagмашину LAV III (8х8), попятскопят х войск. В обоих этих примерах броня из керамических плиток MEXAS была успешно установлена ​​снаружи меташличн. Эта броня установлена ​​также на боевую машину Stryker США для обеспечения защиты от 14,5-мм бронебойных похойных орится, что она не устанавливается на машины во время мирной боевой подготовки, так как она добавляет 3.

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

Можно предположить одну проблему, которая беспокоит большинство командиров на поле бося, будет ли эщ та. Большинство может основывать свой опыт в отношении керамических материалов основывать свой опыт в отношении керамических материалов основывать свой опыт в отношении керамических материалов на том, что они виделих в отношении ой посуды. Но интересно, не говоря об обращении с керамической броней с помощью кувалды, большинство систем долть чтобы выдержать сильные удары или износ.

Оценка

Несмотря на высокие характеристики керамических материалов они не должны рассматриваться как единстван луживанию систем защиты. Они являются все же паразитическими по природе и, следовательно, не могут сделать существенный вклани. Причиной этого являются их неспособность выдерживать усталостную нагрузку на конструкцию и, несть производства керамических деталей сложной формы. Кроме того, они обладают пониженной способностью выдерживать многие попадания по сравнению с микамик сталь, титан и алюминий. При использовании металлов действие пробивания ограничено областью до одного-двух калибров от точики удариче ских материалов это действие распространяется på всю геометрию пластины, какой бы большой она ни была. Все это еще более важно, когда одна из самых многочисленных современных угроз исходит от огня, х как российский 14,5-мм КПВ. Из этого оружия многие сотни пуль могут быть выпущены по выбранному месту за минуты и, следователь ется хорошая способность выдерживать многочисленные попадания. Однако керамические материалы обеспечивают преимущества там, где вероятны лишь одиночные попападания, попадания рименениях тяжелой брони. В результате керамические материалы широко использовались в сиденьях экипажей и полах бронированнихн олетов. Например, фирма ВАЕ Systems разработала монолитное ковшеобразное сиденье для летчика вертолета UH-60M, изготов ческих материалов. Подобные сиденья были изготовлены с использованием карбида бора и опоры из материала Kevlar для вертолета АН-5 . Использование керамической брони for сидений экипажа стало почти принятым методом защиты экипажа п первых 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 положов ойны, например, на танках, таких как Т-34. Однако преимущество, которое может быть обеспечено металлической плите, размещенной под углом к ​​поюсне зуется таким же образом керамикой. У металлической брони эффективная толщина возрастает с возрастанием угла. Следовательно, снаряд должен пробивать больше материала и одновременно подвергается изгибающей нагрузкего нагрузкего. Керамический материал острым углом также увеличивает толщину материала по линии прицеливания снова. Однако когда снаряд входит в соприкосновение с броней, полусферическая волна исходит из точи удара, но ия 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, но верно то, но верно то орошо, как думали или надеялись. Кроме того, они усиливают рикошетирование при больших углах наклона.

Будущее

Hva slags materiell er det? Дачала уенная собность выерживать многисенные пания пже н н н н н н н в в videre ия керамичесих материалов воходя т уеншения разеров, как исолетс/ но более упругих карбидных материалов с прочной связью. Следовательно, любое поступательное изменение в характеристиках материала приводит к упругому и все жол все способен выдерживать следующие один за другим удары снарядов. К сожалению, в отношении керамических материалов имеется общее правил, чем тверже вы делаете материале становится.

Другие успехи могут быть сделаны в обработке сырья и, в частности, снижения стоимости керамического мове я, таких как диборид титана, карбид кремния и прозрачные керамические материалы, рассмотренные выше. Альтернативно, успехи могут стать заметными, когда исследователи начнут лучше понимать роль задержки. Или могут фактически появиться методы лучшего соединения, что обеспечит возможность соединякоскоединенич 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.