В настоящее время существует непрерывно возрастающая потребность в более легких и меньших по габаритам боеваритам боеваритам боевынхинхая Ожидается, что боевые бронированные машины будут легче и меньше по габаритам благодаря повышенным требодаря повышенным требоченным требованным ильности. Этому способствует современная броневая керамика, которая является очень прочным материалом, фактичесески она броневая керамика 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 струя прилагаюают .
Западные вооруженные силы увеличивают свое присутствие за границей, где основная угроза представная представная представная представная представная представная представная представная представная представная представная представная представная представлена метов (НMG) или выстреливаемых с упором в плечо противотанковых средств типа РПГ. Эту проблему часто усугубляют политические и (или) оперативные требования, выполнение которых требует главным образом использования легких боевых бронированных машин, в основном колесных, которые по своей конструкции и ограничениям по массе отличаются довольно низким уровнем броневой защиты от огнестрельного оружия (обычно от 7,62 -mm оружия). В связи с таким положением возникает требование к производству брони, обеспечивающей лучшую защиту личмодением возникает требование совязи минимума ее полной массы.
Хорошая защита в сочетании с малой массой играет важную роль в собственной защите личного состава, об этом знаботе сочетании ые действия в Ираке или Афганистане. Взять, например, личный бронежилет (IBA) сухопутных войск США. Первоначальная его концепция состояла из верхнего тактического жилета (OTV) и двух носимых керамических встояла из двух носимых керамических вставщади 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 улучшенными боковыми ащита с дополнительными приспособлениями, закрывающими плечи. Для этой цели были использованы пластины SAPI и ESBI, которые обеспечивают лучшую защиту от винтовочных пуль свыкой. Этот уровень улучшенной, но легкой защиты был достигнут только при использовании керамических материалов.
ਰੀਸੁਨੋਕ 1 – Эта keramicheskaya plastina SAPI, часть
бронежилета, спасла жизнь своему владельцу в Ираке.
ਰਿਸੋਨੋਕ 2 - ਨਵਾਂ ਬ੍ਰੋਨੇਜਾਇਲਟ, обеспечивающий защиту уровня 4,
испытывается представителями научно-исследовательской лаборатории ВВС
на авиационной базе ਰਾਈਟ-ਪੈਟਰਸਨ, шт. ਓਗਾਯੋ। 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.
ਰਿਸੋਨੋਕ 3 – ਪਲਾਸਟੀਨ, 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 они испольмзуеют, домузируют стенах ванной комнаты. Керамические материалы использовались в домашних условиях тысячелетиями, однако эти материалы стали началовия стали началомачервия рименяются в настоящее время в боевых бронированных машинах.
Слово «керамика» обозначает «обожженные вещи» и фактически современная машиностроительная керамика, подобно свобойная ует для своего производства значительного нагрева. Однако главной разницей между керамикой, которую мы выбираем для использования в качестве брони, и керамикой, которямикой, которуямов рочность. Современные броневые керамики являются очень прочными материалами и фактически при сжатии они могут бычмечень еся самые прочные стали (см. Табл. 1). Это полезное свойство используется для брони, в которой снаряд или кумулятивная струя прилагают сжимающему нагрузают. Керамики, конечно, имеют «Ахиллесову пяту». Они сляжение и, следовательно, следовательно, ниыдермасобны следовательно толение до раатушения), как показывает Таблица 1. Э . Наличичиемется Валеньких трещия Маленьких трещиь Маленькихые онирые оченькихые щанькихые онини Маленькиые ыеалазованным силам катачникосского разрушороческого 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.
ਟੇਬਲਿਸਾ 1 – ਨੈਕੋਟੋਰਯ ਸ੍ਵੋਇਸ੍ਟਵਾ ਬ੍ਰੋਨੇਵ ਕ੍ਰਾਮੀਕ по сравнению с катаной гомогенной bronei (RHA)
| ਆਰ.ਐਚ.ਏ | ਓਕਸੀਡ ਆਲਿਊਮਿਨੀਆ (высокой чистоты) | ਕਾਰਬਿਡ кремния | ਡਿਬੋਰਿਡ ਤਿਤਾਨਾ | ਕਾਰਬਿਡ бора | |
| Объемная плотность (кг/м3) | 7850 ਹੈ | 3810-3920 ਹੈ | 3090-3230 ਹੈ | 4450-4520 ਹੈ | 2500-2520 |
| ਮੋਡੁਲ ਯੁੰਗਾ (ਗਪਾਸਕਲ) | 210 | 350-390 ਹੈ | 380-430 | 520-550 | 420-460 |
| ਟਵਰਡੋਸਟ (VHN*) | 300-550 ਹੈ | 1500-1900 | 1800-2800 ਹੈ | 2100-2600 ਹੈ | 2800-3400 ਹੈ |
| ਸੇਵਾ до разрушения (%) | 14-18 | < 1 | < 1 | < 1 | < 1 |
| *VHN = число твердости по Виккерсу | |||||
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 пецогеляюская в результате осколков в сторону от защищаемой конструкции. Другие элементы в многослойной конструкции будут действовать как «поглотители», то есть они поглощают кинетичают кинетичают конструкции пластической деформации или расслаивания, таким образом превращая ее в более низкую форму энергии, такую как теплота.
ਰਸਾਇਣਕ 4 – ਮੇਹਾਨਿਜ਼ਮ ਪੋਰਾਜਿਨਿਆ ਪ੍ਰੋਬਿਵਾਨੀਮ ਪਲੈਟੀ
композитной/гибридной брони.
Большинство систем брони оптимизировано для «разрыва» и «поглощения» кинетической энергии подлетающего средства угрозыва. Так, возьмем 7,62-мм/39 пулю АК-47. Примерно 6 мм подходящей керамики, связанной с полиамидной тыловой стороной, такой как Kevlar, было бы достатобы достатобытучной ение 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 попереченого, попереченого селода, меньшает пробивную способность.
Начало первого исследования в области типов брони, облицованной керамикой, может быть отнесено к периоду карповимой как когда в 1918 году майор Невилл Монроу Хопкинз экспериментально наблюдал, что 0,0625 дюйма твердой эмали, что 0,0625 у сторону стальной цели, увеличивало ее защитные возможности. Несмотря на это раннее открытие, применение керамических материалов является относительно недавним спосовбововхавним таких странах, как Великобритания. Однако этот способ нашел широкое использование в Советском союзе и военнослужащими США во время вьетнамской во. Здесь использование керамических материалов вызвано попыткой уменьшить потери летчиков вертолетов. ਉਦਾਹਰਣ ਵਜੋਂ, 1965 году вертолет UH-1 HUEY был оснащен комплектом композитной брони с твердым покрытием (HFC), исбродым покрытием (HFC), ьях пилота и второго пилота. Сиденья обеспечивали защиту от 7,62-мм бронебойных (АР) боеприпасов снизу, с боков и сзади благодаря сзади благодаря исбеспечивали защиту 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 обычности омогенной броневой стали (см. Табл. 1).
ਰਿਸੋਨੋਕ 5 – ਸਿਡੇਨਿਆ ਵੇਰਟੋਲੇਟੋਵ ਯਾਵਲਯਾਯੁਤਸੀਆ ਟੀਪਿਕਨਰੀਮ ਪ੍ਰਿਮੇਨੇਨੀਆ
ਕੇਰਾਮੀਚੈਸਕੋਈ ਬ੍ਰੋਨੀ। Слева направо: сиденья вертолетов TIGER (BAE Systems Advanced Ceramics Inc.), AH-64 APACHE, в котором используется
карбид бора жесткого прессования (фирмы Simula Inc.)
ਅਤੇ MH-60 ਬਲੈਕਹਾਕ (ਫਿਰਮਾ Ceradyne Inc.)।
Конфликт, конечно, дал подъем новым идеям, а необходимость защитить экипажи вертолетов привела к обширнывам иснимость. Именно эта работа, выполненная ученыmi США в 1960-е годы, создала базу для совершенствования в настоященствования в настоященствования ਰੋਨੀ
Механизм воспрещения пробивания преграды снарядом
Прежде чем углубиться в изучение современных успехов в технологии керамической брони, полезно рассмотреть полезно рассмотреть современных успехов ма на базе керамики способна разрушать снаряды. Ранняя работа М. ਐਲ. Уилкинза и его коллег из лабораторий США создала основу для понимания того, что фактически происходит, когда происходит, когда происходит дар 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 певлайной сталкивается на самом деле со связующим слоем между керамикой и ее защитным слоем. Большинство типов керамической брони в настоящее время создается при использовании полимерного связуюющего связующего мавязующего мавязующего , меет низкую жесткость и плотность. На поверхности раздела керамики/связующего материала происходит сильное эластитичное отражение, которое разбивает керамический разбивает керамич. Кроме этого, происходит сильная сдвиговая волна, которая буквально «расстегивает как молнию» полимерный связуеющий , няет 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 слуста удара и это пули по более широкой площади поверхности (см. рис. 6).
6 - ਮਾਡਲ ANSYS ਆਟੋਡੀਨ-2ਡੀ
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 свовойство, воздействует торой направлено назад по стержню снаряда. Это очень важно, так как керамика с высоким акустическим сопротивлением приводит к высокой интенсивности возденсивности возденсивности возденсивности яд, вызывая его повреждение при растяжении.
Против кумулятивных струй, таких как образуемые гранатами РПГ-7, керамические материалы, кажется, обладают мособости ять пробиванию. Разгадкой здесь является охрупчивание (хрупкое противодействие) материала. Когда кумулятивная струя проникает в керамику, она разбивается на очень мелкие осколки в. Следовательно, каверна, которая образуется под воздействием кумулятивной струи, является относительной бесформельнойстверно , когда она стремится пройти через этот материал. Интересно, обнаружено, что обычное флоат-стекло (то есть стекло, которое находится в окнах жилых домов) также явычевыфан. 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 мм не устоит против струи гранаты РПГ-7!!
Однако интересная концепция была предложена на 13-ом европейском симпозиуме по боевым бронированным машинам (AF AFV) ਯੂਨੀਵਰਸਿਟੀ, в военной академии Великобритании (30 апреля-2 мая 2008 года). Во время этого симпозиума профессор Манфред Хелд (изобретатель взрывной реактивной брони) тивной брони (ERA), то есть, брони ERA, в которой в качестве материала противодействующей плиты используется стекло. Если бы использовалась прозрачная взрывная жидкость вместо обычных составов РВХ, можно было бы прозрачная взрывная жидкость. Однако, как подчеркнул профессор Хелд, эта система будет очень тяжелой, так как задняя плита (основной броневой защиты) должна быть очень толстой и достаточно жесткой, так чтобы она не воздействовала на сидящего за ней члена экипажа, когда детонирует взрывчатое вещество взрывной защиты. Толщина неподвижной задней плиты должна быть порядка 150- 200 мм по сравнению с 10- 20 мм передней протевижна быть проядка.
Керамические материалы обладают также хорошим механизмом упрочнения при нанесении удара при более высоких скоровжостия высоких. Это особенно полезное свойство при воздействии кумулятивной струи, так как прочность керамики, в этом слусливате, зачное случева ень высоких темпах нагрузки. Это хорошее свойство для разработчика брони. По мере увеличения прочности возрастает сопротивление пробиванию и, следовательно, струе или снаряду все труднет пробиванию все труднее пробиванию. Именно этот механизм упрочнения делает эти материалы особенно ценными в остановке самоформирующихся поражаюдаюда самоформирующихся» (EFP)। Недавно боевые части на базе EFP привлекли серьезное внимание благодаря использованию их повстанцами в Ираке, имаче повстанцами ротивотанковых 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 металя, обочающийся сокой скорости, однако эти элементы относительно мягкие. В более усовершенствованных элементах EFP используется тантал (очень дорогой материал из-за его использования выфольных)। Однако твердость керамики делает ее заманчивой из-за способности вызывать значительное противодействие сильпуаруму. Одним из примеров керамической брони для защиты от EFP является плита, устанавливаемая на некоторых машинах под.
ਰਿਸੋਨੋਕ 7 – ਕੋਮਪੋਨੇਂਟ ਕ੍ਰਾਮੀਚੈਸਕੋਈ ਬ੍ਰੋਨੀ ਫਰਮ ਕੋਅਰਸ-ਟੇਕ
для применения в броне машин.
ਰਿਸੋਨੋਕ 8 – ਮਾਸ਼ੀਨਾ ਬੁੱਲ ਕਲਾਸਾ ਐਮਆਰਏਪੀ II, ਰੈਜ਼ਰਾਬੋਟਾਨਨਾ ਫਰਮਾਮੀ ਓਸ਼ਕੋਸ਼
и 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 боя, употреблялявисявися систем че как глинозем (ਐਲੂਮਿਨਾ)। Оксид алюминия относительно недорогой в производстве и даже довольно тонкие элементы защиты на его бализе могительногоство моговодстве я, выстреливаемые с высокой скоростью. 1995 ਤੋਂ ਬਾਅਦ ਸ. ਜ. Роберсон из фирмы Advanced DefenceMaterials Ltd, имеются значительные улучшения характеристик систем защиты при использованявисования с другими керамическими/композиционными материалами. А при использовании систем с карбидом кремния и карбидом бора дополнительная баллистическая характеристика мала при зарактеристика мала при использовании тах. 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, баслиаманчивым ਉਦਾਹਰਨ ਲਈ, в самолетных или личных (индивидуальных) системах защиты.
ਰਿਸੋਨੋਕ 9 – Поверхностная плотность различных типов материалов,
требуемая для защиты от 7,62-мм 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 керамивовались керамивывычесь рной ਇਰਲੈਂਡੀ। Базовая мягкая система защиты, известная как боевая личная броня (СВА), является составной и состоит из основного элемента из найлонового и полиамидного волокна, к которому могут добавляться 1-кг плиты из композиционного материала с полиамидным волокном, облицованные 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.
ਰਸੂਨੋਕ 10 – ਬੋਏਵਾਯਾ ਲੀਚਨਾਯਾ ਸਿਸਟੇਮਾ ਜ਼ਾਸ਼ਿਤੀ (СВА),
показан карман для вставки керамической плиты.
ਰੀਸੁਨੋਕ 11 – Процесс задержки сердечника пули АРМ2 из
закаленной стали плиткой оксида алюминия на стальном основании.
ਕਾਰਬਿਦ ਬੋਰਾ
Несмотря на экономическую эффективность и способность оксида алюминия остановить большинство пуль стрелковового пуль стрелковойфого опособность ктивности 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 условых экстремальных условероятно ировать 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 сервдем со стальным сервдем кт «тупой травмы». Тупая травма происходит, когда защита не пробивается, но передача импульса удара вызывает большую деформацовыкудуюкуда шибам, серьезным травмам основных органов и даже смерти.
Карбид бора производился фирмой BAE Systems Advanced Ceramics Inc. систему личной защиты-бронежилет (IBA). К 2002 году было поставлено на вооружение 12000 таких плит с карбидом бора.
ਰਿਸੋਨੋਕ 12 – ਨੋਵੀ ਪ੍ਰੋਸੈਸ ਫੋਰਮੀਰੋਵਾਨਿਯਾ ਕਾਰਬਿਡਾ ਬੋਰਾ, ਰਾਜ਼ਰਾਬੋਟਾਨਨਯ
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 иметонетной твердости. В последние годы есть некоторые основания предполагать, что он не будет действовать так хорокошо, как ожидают, биростовымовидают ми с плотным сердечником. Это, как полагают, обусловлено физическими изменениями, которые происходят с материалом, когда он подвергавергаудаудаусалом у этими боеприпасами. Фактически при испытании с неопределенным алюминиевым материалом в качестве опоры есть основание предполагание предполагание предполагатовыбочать, азе карбида вольфрама определенные марки карбида бора действуют также хорошо, как и преграды из окисла алюминия. Это несмотря на большую твердость карбида бора. Обнаружено также, что когда карбид бора связан с слоистым пластиком, армированным волокном, происходит явление происходит явление «раузем». Это происходит там, где обнаруживается двойная скорость V50 (скорость, при которой ожидается, что 50 % снарядов полють полюсть)। Раскрытия (действия) двойной скорости V50 м снарядом на более высоких скоростях. Однако работа научно-исследовательской лаборатории сухопутных войск США показала, что воздействие при большей скопоцыай скопазина л, 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, чевод из этих результатов означает щать от этих плотных сердечников снарядов с высокой скоростью. Имеется много данных, которые показывают, что карбид бора является хорошим керамическим материалом материалом для исбоныхолом ных снарядов.
ਰਿਸੋਨੋਕ 13 – ਰੈਂਟਗੇਨੋਵਸਕੀ ਸਨੀਮੋਕ, показывающий временные данные
воздействия 7,62-mm сердечника пули АРМ2 на карбид бора. ਪੋਕਾਜ਼ਾਨ:
задержка, проникновение за счет эрозии, осколки пули и поглощение.
ਕਾਰਬਿਡ ਕ੍ਰੀਮਨੀਆ
В последние годы другие керамические материалы также показали значительную перспективу в один из них не оказался более эффективным, чем подверженные горячему прессованию образцы карбида кремида кремния, карбида кремния ША, такими как BAE ਸਿਸਟਮ ਅਤੇ CeradyneInc. Фирма Ceradyne, в частности, имеет длинную родословную в производстве керамических плиток для применения с этименения с ценную , ценную родословную т процесс с 1960-х годов. Этот материал производится под объединенными нагревом и давлением, чтобы изготовить невероятно прочное, бъединенными ивает 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 завестным. Говоря просто, «задержка во времени» это, когда снаряд, кажется, буквально сидит (отсюда «задержка») на поверхноверхностия во времени ਅਰਾ Это явление, которое можно видеть при использовании технологий высокоскоростной фотографии и вспышке рентгеновского,быловымовычого м тем, что керамика представляется более прочной, чем снаряд, и, следовательно, снаряд начинает течь радиально по. Хотя это явление наблюдалось в начале 1990-х лабораториями сухопутных войск США, ученые все еще еще пытаютяхотя пытаються оддерживается 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 капсулирования накладок. Следствием этого процесса является вызывание высоких сжимающих напряжений в керамическом материаля посредправовом материаляется посредправовом ческих и керамических слоев при охлаждении. Эта предварительная нагрузка в конечном счете обеспечивает керамике преимущество. Второе преимущество обеспечивается окантовкой керамического материала металлическими накладками и увелическими возмическими и увеличестением возмического е попадания. Это ограничение действует для сохранения всех осколков в едином объеме и, следовательно, увеличивает эрозийную сподели выстрелах.
Относительно недорогой карбид кремния может производиться также посредством процесса, известного как соединециниение. Этот процесс обеспечивает точный размер керамического изделия, тогда как другие традиционные методы обрабонные методы обрабонные методей размер керамического изделия 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 обладываются . Для карбида кремния, полученного соединительной реакцией они принимают вид кремния - относительно мягкого материала.
ਰਿਸੋਨੋਕ 14 – ਮਿਕਰੋਸਕੋਪਿਚਸਕਾਯਾ ਸਟ੍ਰੂਕਟੁਰਾ (ਸਵਰਹੂ ਵਨਿਜ): связанного
реакцией карбида кремния, спеченного карбида кремния и карбида бора.
ਰੀਸੁਨੋਕ 15 – ਨੋਵਾਯਾ ਗੂਸੇਨੀਚਨਾਯਾ ਬੂਏਵਾਯਾ ਮੈਸ਼ਿਨਾ 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 малую перспевектельно малую малую перспевективевлекс й брони.
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 ысокой стойкостью), однако при баллистических скоростях, встречаемых на сегодняшнем поле боя, он обладает относитеойкойстьюность.
Керамический материал с карбидом вольфрама также рассматривался для применения в средствах защиты и, хотя он он отный (номинально в шесть раз плотнее карбида кремния), он очень прочный и вызывает высокое акустическое сопротическое сопротнее карбида кремния. Это последнее свойство является главным и используется в защитных устройствах (системах) для возбужется возбужется в возбужется в амплитуды, что в конечном счете приводит к его разрушению. Полагают, что только объектам с относительно тонкой броневой защитой, требующим обеспечения стойкости от обстрела бропаным, такой материал может обеспечить потенциальные возможности экономии заброневого пространства, когда масса не явяляейса не явялодей.
Прозрачные керамические материалы
В последние годы проведена значительная работа по поиску альтернативы пулестойким системам остекления, костемам остекления, которые исповкательная работа екла) на таких машинах, как Humvee. Современные традиционные прозрачные системы являются относительно тяжелыми, особенно, когда они требуются диционные ). Это вызывает проблемы при разработке защиты легких машин. Традиционно системы остекления таких машин состоят из нескольких слоев стекла, каждый из которых отдекления полимерножерный отделен бонатным слоем. Эти типы систем могут иметь массу до 230 ਕਿ.ਗ੍ਰਾ./ਮੀ.2при толщине 100 мм для обеспечения защиты уровня 3 по стандарту STANAG ਲੈਵਲ 3 (от 7,62-мм пуль). Стекло для окна размера машины Toyota LandCruiser и толщиной 100 мм составляет массу примерно 250 кг плюс стальные пальный палюс стальные массу его установки. Общая масса полной системы должна быть, вероятно, значительной.
Прозрачные керамические материалы обеспечивают заманчивую альтернативу пулестойким системам остекления, так катыутеми м 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 защитоятых юминия или ALON, алюмомагнезиальная шпинель или шпинель и однокристаллический оксид алюминия (сапфир)।
Оксинитрид алюминия или ALON может быть получен в качестве прозрачной поликристаллической керамики путем обрабочеручем путем быть получен ые используются для получения обычной непрозрачной машиностроительной керамики. Обычно ALON будет производиться из предварительно синтезированного порошка, которому затем может придаватьмося форможет придаватьмойстом я в азотной атмосфере.
ਰਿਸੋਨੋਕ 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 прессобования, я. Кроме того, для улучшения механических свойств и прозрачности требуется горячее изостатическое прессование обраца. Этот процесс включает одновременное применение к образцу равномерного давления газа и нагрева. Основным преимуществом по сравнению с одноосевым горячим прессованием является то, что давленай применяется применяетсвявовода. не просто в одном направлении. Результатом этого являются большая однородность материала и микроструктуры без преимущественной ориентации, что пыпывится большая прозрачности.
ਰੀਸੁਨੋਕ 17 – Многочисленные попадания 7,62-mm/54R пулями draguenova
в прозрачную керамическую броню АМАР-Т фирмы IBD.
ਰੀਸੁਨੋਕ 18 – ਸਵੇਰਖਲੇਗਕਾਯਾ ਜ਼ਾਅਸਿਟਾ AMAP-R плюс защита
от поражающих элементов типа ударное ядро (EFP).
В настоящее время эти три керамических материала являются дорогостоящими в производстве, а это значет, что исто истоверуществер ся для очень малых областей использования. Однако германская фирма IBDeisenroth ਇੰਜੀਨੀਅਰਿੰਗ евой защиты). В своем изделии АМАР-Т, где Т означает прозрачная, фирма использует прозрачные керамические материалы дозначеские материалы дозначает прозрачная по стандарту STANAG. Эти данные означают, что этот тип защиты сможет успешно остановить многочисленные удары с близкого с близкого , близкого расстоябимои , еприпасами Драгунова со стальным сердечником. Достижение защиты уровня 4 по стандарту STANAG с помощью прозрачной брони является впечатляющим при наличатляющим, 4 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 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 частовыховых сфер боевых танков для обеспечения отклонения и эрозии бронебойного снаряда. Это занятие интеграцией продолжалось с некоторыми танками ਟੀ-72 ਅਤੇ ਟੀ-80. Однако большинство керамических систем изготавливалось как дополнительный комплект, то есть, система элементов брогимон у машины. Эти дополнительные комплекты состоят из керамических материалов, используемых в сочетании со слоями другами, другамических материалов видны пользователю.
Одним таким примером является система LAST (техника легкой дополнительной системы), которая использовалась морской пехотовалась морской пехотоАхнай система. Система брони LAST состоит из шестигранных модулей керамической брони, которые крепятся к корпусу машилины с пощигранных машины с пощигранных вании. Плитки могут укладываться (слоями) для повышения уровня защиты, затем может применяться баллистическая баллистическая обсями. Были разработаны подобные образцы, в которых использовались крепежные крюки и петли Velcro для установки керамичеческины 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 ਸਿਸਟਮ)। Эта броня состояла из слоев керамики из оксида алюминия, приклеенных к GFRP(стеклопластиковой)/алюминиевой констиру. Обнаружено, что этот тип соединения, который используется в производстве брони такой конструкции, является вполяется вполяется вполяется впользуется льное снижение характеристик, если производитель не использует правильный клей. Обычно желательна хорошая прочная связь, которая не допускает никакого скольжения между задней поверхностьместь керамивный поверхностьми керамиви торым 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. ਉਦਾਹਰਣ ਵਜੋਂ, шестиугольные плитки удовлетворяют требованиям (см. систему LAST), так как они сводят до минимума разругольный разругольные плитки. Недавно научно-техническая лаборатория министерства обороны Великобритании запатентовала шестиугольный элемент для исповавимойной министерства Этот особый элемент имеет выступы, которые отделяют его от соседних, предотвращая, таким образом распространевайной»» о броне.
Предотвращение распространения ударной волны от плитки к плитке не является новой идеей и фактически некоторые фактически , фактически пает разумному решению Советского Союза вставлять керамические сферы в башни его танков. Одной из более успешных систем брони, в которых используется этот метод, является легкая усовершенствованная, броный брони гнестрельным 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 ное преимущество, заключающеся в том, что отдельные элементы могут быть заменены после их повреждения. 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 чувачаутушем ногих 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 брони LIBA (легкой усовершенствованной брони, защищающей от поражения огнестремильный оградия поражения)
фирмы Mofet Etzion, показаны открытые шарики керамической брони.
ਰੀਸੁਨੋਕ 20 – ਰੀਜ਼ੂਲਟਾਟы 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 фонзможмовин ਐਮ). 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 структурой еталлическими 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 с больдующими. Металлокерамические разрушающие слои могут так же использоваться в качестве наружных (передних)। Эти материалы являются смесью керамики и металла при значительной части керамики. Например, лаборатории сухопутных войск США провели эксперименты с моноборидом титана, который уплотнен как мекоиметазин. слоев, каждый с более высоким содержанием титана по мере того, как образец рассматривается от передней панеходай панехноли () Задняя поверхность состоит из чистого титана. BRONя из алюминиевого сплава с облицовкой материалом FGM обеспечила лучшую защиту от 14,5-мм снаряяда В32 ਬ੍ਰੋਨੇਈ (ਆਰਐਚਏ) Потенциальным преимуществом этих материалов является то, что они могут обеспечивать лучшую защиту от мнопагайт, материалов ка, однако современные данные говорят, что их характеристики все еще ниже характеристик более обычных броневыхахмечехам.
Композиционные материалы с металлической матрицей (ММС) гие 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 заявлявляют, как заявлявиционный матрицей т зону повреждения, которая лишь на 20-30 % больше площади поперечного сечения пули. Композиционный материал с металлической матрицей применяется способом, подобным большинству керамической керамической керамической матрицей рным материалом, либо со сталью, алюминием, либо с волокнистым композиционным материалом. При ударе конус (рассмотренный ранее) распространяет нагрузку снаряда по относительно большой площади поверхностьмостьмость, нетической энергии, действующей на опорный материал. Твердые частицы карбида титана (~ 1500 VHN) разрушают снаряд, но благодаря относительно жесткой металлической металлической металлической металлической , распространение трещин ограничено. Производители утверждают, что 7,62-mm – 51 mm пуля WC-Co может быть остановлена броней с конструкционной плоять 5/mmm2, которая создана композиционным опорным материалом с волокном из ароматического полиамида. Эти композиционные материалы с металлической матрицей могут производиться при использовании процесса самользовании процесса саморавымоясуем рного sinteza (SHS)
Рисунок 21 – BRONIA Exote FIRMы Exote Oy разбивает пробивающий
снаряд ਅਤੇ исключает поражение. Удар дробится и 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 ਬ੍ਰੋਨਿਰੋਵਨਨਖ ਮੈਸ਼ਿਨ। 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), устанавятся система брони я действий в Боснии. Представители фирмы установили также подобную систему на разработанную фирмой Mowagмашину LAV III (8х8) В обоих этих примерах броня из керамических плиток MEXAS была успешно установлена снаружи металлических корпусов машин. Эта броня установлена также на боевую машину ਸਟ੍ਰਾਈਕਰ США для обеспечения защиты от 14,5-мм бронебойных пуставях, бронебойных пул то она не устанавливается на машины во время мирной боевой подготовки, так как она добавляет к массе машины 3.
Имеется также много поставщиков керамического сырья, хотя мы испытываем в Европе до некоторой степени огравиавщиков поставщиков его прессования. Керамика горячего прессования имеет тенденцию быть прочнее и обеспечивать лучшую защиту от огнестрельного , эпетрельного , ы 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 материалиалов обыпатропати материалов. для машин и самолетов. Однако ключевым моментом разработки комплектов керамический брони является успешная интеграция их в систему, комплектом комплектов гарантия, что они надежны в боевых условиях.
Можно предположить одну проблему, которая беспокоит большинство командиров на поле боя, будет ли эта система защьадощ. Большинство может основывать свой опыт в отношении керамических материалов на том, что они видели на кухне пухане будели. Но интересно, не говоря об обращении с керамической броней с помощью кувалды, большинство систем должинство систем должно бытучении ержать сильные удары или износ.
ਓਸੇਨਕਾ
Несмотря на высокие характеристики керамических материалов они не должны рассматриваться как единственный магнозиный магности систем защиты. Они являются все же паразитическими по природе и, следовательно, не могут сделать существенный вклад в концымются. Причиной этого являются их неспособность выдерживать усталостную нагрузку на конструкцию и, не в меньшей, стевляются их неспособность ческих деталей сложной формы. Кроме того, они обладают пониженной способностью выдерживать многие попадания по сравнению с другими , другими материамитами миний. При использовании металлов действие пробивания ограничено областью до одного-двух калибров от точки удара, а при использовании металлов действие пробивания 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 пукамисто , пукас4мых , м КПВ. Из этого оружия многие сотни пуль могут быть выпущены по выбранному месту за минуты и, следовательно, в этябахахаут следовательно особность выдерживать многочисленные попадания. Однако керамические материалы обеспечивают преимущества там, где вероятны лишь одиночные попадания, например, женимахлен лой брони. В результате керамические материалы широко использовались в сиденьях экипажей и полах бронированных вертолемтов и транослен. ਉਦਾਹਰਣ ਵਜੋਂ, ਫਾਰਮਾ ВАЕ ਸਿਸਟਮ разработала монолитное ковшеобразное сиденье для летчика вертолета UH-60M, изготовленное с исготовленное с исопехамехаминное лов. Подобные сиденья были изготовлены с использованием карбида бора и опоры из материала Kevlar для вертолета АН-64, Сактаж13, Использование керамической брони для сидений экипажа стало почти принятым методом защиты экипажа и обеспепеческой брони ний в военном использовании – вылеты вертолетов во Вьетнаме.
ਰੀਸੁਨੋਕ 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 вревровыменем, , на танках, таких как Т-34. Однако преимущество, которое может быть обеспечено металлической плите, размещенной под углом к подлетающему с подлетающему образом керамикой. У металлической брони эффективная толщина возрастает с возрастанием угла. Следовательно, снаряд должен пробивать больше материала и одновременно подвергается изгибающей нагрузке благододающей 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 удара, но рамикой 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, черамические материалы умали или надеялись. Кроме того, они усиливают рикошетирование при больших углах наклона.
ਬੂਡੁਸ਼ੇਈ
Так куда могут пойти керамические броневые материалы? Для нлучала способность выдерживать вопасосточисленные попадания Моаключеския заключеских Ваключеския вааключения Ваключеския Ваключеския вааключеския Ваключеския Ваключеския Ваключеския Ваключеския Ваключеския Ваключеския Ваключеския Ваключения Ваключеския ватех в ку путем раарамики типа матрицы (нонструкцию размеров в меньшенукциях крони размеровкциях крони располи путем раарони Ания менее Твердых, но более упругих карбидных материалов с прочной связью. Следовательно, любое поступательное изменение в характеристиках материала приводит к упругому, все же тверботельное поступательное выдерживать следующие один за другим удары снарядов. К сожалению, в отношении керамических материалов имеется общее правил, чем тверже вы делаете материалов, телаете материалов, темется материалов.
Другие успехи могут быть сделаны в обработке сырья и, в частности, снижения стоимости керамических керамических матервывыхологовых. 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 льзования 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.
ਪੋਸਟ ਟਾਈਮ: ਸਤੰਬਰ-03-2018