УСПЕХИ В ОБЛАСТИ КЕРАМИЧЕСКОЙ БРОНИ Пол Дж. هیزیل

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

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

Хорошая защита в сочетании с малой массой играет важную роль в собственной защите личного состава, об этом зботое, ведущий боевые 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 вставок, защищающих солдата от поражения стрелковым оружием (SAPI). Однако из-за серии смертельных случаев в Ираке и Афганистане в IBA был внесен ряд дополнений. Самым значительным из них была боковая защита от огнестрельного оружия (ESBI)، осуществленная улучшенными, боковымика расширенная защита с дополнительными приспособлениями, закрывающими плечи. د ‏‎Для этой цели были использованы пластины SAPI и ESBI, которые обеспечивают лучшую защиту от винтовочных пуль свыкой свыкой. Этот уровень улучшенной, но легкой защиты был достигнут только при использовании керамических материалов.

Рисунок 1 – Эта keramicheskaya plastina SAPI, часть

бронежилета, спасла жизнь своему владельцу в Ираке.

Рисунок 2 – Новый бронежилет, обеспечивающий защиту уровня 4,

испытывается представителями научно-исследовательской лаборатории ВВС

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

ударов пулями, чем современные пластины, кроме того,

он имеет защитные устройства для бицепсов и ребер.

Рисунок 3 – 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 они используют, домака. используемым на стенах ванной комнаты. Керамические материалы использовались в домашних условиях тысячелетиями, однако эти материалы стали началом, красоты которые применяются в настоящее время в боевых бронированных машинах.

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

ټابلیزا 1 – د نیکوټروی سوویسټوا برونیو کیرامیک по сравнению с катаной гомогенной broney (RHA)

Керамики в броневом применении работают в значительной степени как элементы устройства разрыва в конструкции многослобойной. 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 перяюческая 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 конструкции счет пластической деформации или расслаивания, таким образом превращая ее в более низкую форму энергии, такую ​​как.

ریزونک 4 – د میخانیزم پروژینیا پروبیوانیم پلیټ

композитной/гибридной брони.

Большинство систем брони оптимизировано для «разрыва» и «поглощения» кинетической энергии подлетающего средства угрозыва. ټیک، возьмем 7,62-mm/39 пулю AK-47. Примерно 6 мм подходящей керамики, связанной с полиамидной тыловой стороной, такой как Kevlar, было бы достатобы достатобычьвечной. 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 следовательно, уменьшает пробивную способность.

Начало первого исследования в области типов брони, облицованной керамикой, может быть отнесено к периоду как периоду типов брони войны, когда в 1918 году майор Невилл Монроу Хопкинз экспериментально наблюдал, что 0,0625 дюйма твердойненемайной подвергающуюся удару сторону стальной цели, увеличивало ее защитные возможности. Несмотря на это раннее открытие, применение керамических материалов является относительно недавним спосовбощаханых. свойств в таких странах, как Великобритания. Однако этот способ нашел широкое использование в Советском союзе и военнослужащими США во время вьетнамской вой. Здесь использование керамических материалов вызвано попыткой уменьшить потери летчиков вертолетов. د مثال په توګه، په 1965 کې году вертолет UH-1 HUEY был оснащен комплектом композитной брони с твердым покрытием (HFC)، испрованым покрытием (HFC) сиденьях пилота и второго пилота. Сиденья обеспечивали защиту от 7,62-мм бронебойных (АР) боеприпасов снизу, с боков и сзади благодаря исбодаря сзади благодаря испечивали защиту карбида бора и основания из стекловолокна. Карбид бора является одной из самых легких керамик, которые могут использоваться в броне (и по хорошей причине). Он имеет примерно 30 % от массы стали того же объема и в то же время величину твердости, которая обычно в шобътевсть катаной гомогенной броневой стали (см. ټابل. 1).

رایسونیک 5 – سیډینیا ویرټولیٹو یولیایوټس

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

карбид бора жесткого прессования (фирмы Simula Inc.)

او MH-60 BLACKHAWK (فارما Ceradyne Inc.).

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

Механизм воспрещения пробивания преграды снарядом

Прежде чем углубиться в изучение современных успехов в технологии керамической брони, полезно рассмотреть , полезно рассмотреть современных успехов которых система на базе керамики способна разрушать снаряды. د ‏‎Rанняя работа М. لو. Уилкинза и его коллег из лабораторий США создала основу для понимания того, что фактически происходит, когда происходит, когда происходит 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 певорихойсталкивается 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 мавостоящее природе имеет низкую жесткость и плотность. На поверхности раздела керамики/связующего материала происходит сильное эластитичное отражение, которое разбивает керамичего связующего. Кроме этого, происходит сильная сдвиговая волна, которая буквально «расстегивает как молнию» полимерный связуеющий , малодит сильная сдвиговая волна отсоединяет керамическую плитку от ее опоры. Однако в это время материал под средством пробивания сжимается; конические трещины исходят от места удара и это они ведут к образованию конуса в материале, что в большинстеве, слусянстве слуся нагрузку от пули по более широкой площади поверхности (см. рис. 6).

Рисунок 6 – Model ANSYS AUTODYN-2D

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

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

Однако интересная концепция была предложена на 13-ом европейском симпозиуме по боевым бронированным машинам (AFV)، университетом Cranfield University военной академии Великобритании (30 апреля-2 мая 2008 года). Во время этого симпозиума профессор Манфред Хелд (изобретатель взрывной реактивной брони) взрывной реактивной брони (ERA), то есть, брони ERA, в которой в качестве материала противодействующей плиты используетсоя. Если бы использовалась прозрачная взрывная жидкость вместо обычных составов РВХ, можно было бы прозрачная взрывная жидкость вместо обычных составов РВХ ERA. Однако, как подчеркнул профессор Хелд, эта система будет очень тяжелой, так как задняя плита (основной броневожать) очень толстой и достаточно жесткой, так чтобы она не воздействовала на сидящего за ней члена экипажа, когда дестаточерувые когда взрывной защиты. Толщина неподвижной задней плиты должна быть порядка 150- 200 мм по сравнению с 10- 20 мм передней прощевижна быть продней.

Керамические материалы обладают также хорошим механизмом упрочнения при нанесении удара при более высоких скоровжехалей высоких Это особенно полезное свойство при воздействии кумулятивной струи, так как прочность керамики, в этом случевае, значавчева этих очень высоких темпах нагрузки. Это хорошее свойство для разработчика брони. По мере увеличения прочности возрастает сопротивление пробиванию и, следовательно, струе или снаряду все труднее пробиванию все труднее пробиванию. Именно этот механизм упрочнения делает эти материалы особенно ценными в остановке самоформирующихся поражавщаютихся «ударного ядра» (EFP). د ‏‎EFP‎‏ پاڼې اړوند نور معلومات په فسبوک کې اوګورئ 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 металя, овноче металя 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 сильпномуру. د ‏‎EFP является плита‎‏ پاڼې اړوند نور معلومات په فسبوک کې اوګورئ من

Рисунок 7 – Компоненты керамической брони фирмы Coors-Tek

для применения в броне машин.

رایسونک 8 – د ماشینا بیل کلاسا MRAP II

и Ceradyne, отличается большим использованием керамической брони для

обеспечения защиты от зарядов типа «ударное ядро».

Керамические материалы для применений на поле боя

اکسید المینیایا

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

9 Рисунок - Поверхностная плотность различных типов материалов,

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

по сравнению с их относительной стоимостью.

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

Рисунок 10 – Боевая личная система защиты (СВА),

показан карман для вставки керамической плиты.

Рисунок 11 – Процесс задержки сердечника пули АРМ2 из

закаленной стали плиткой оксида алюминия на стальном основании.

کاربید بورا

Несмотря на экономическую эффективность и способность оксида алюминия остановить большинство пуль стрелкового оружиность хорошей эффективности по массе, свой путь на рынок керамической брони нашли другие керамические материалы. Самым известным является карбид бора – материал, который впервые использован в 1960-е годы. Он невероятно твердый, но также невероятно дорогой и поэтому он используется только в самых экстремальных 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-мм пуль со стальным сервжечердем себе комплект «тупой травмы». ټوپۍ ټراوما происходит, когда защита не пробивается, но передача импульса удара вызывает большую деформацовет, когда защита не пробивается ведущую к ушибам, серьезным травмам основных органов и даже смерти.

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

12 Рисунок - Новый процесс формирования карбида бора, разработанный

институтом технологии штата жоржия, 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 именетной одиментности недостаток. В последние годы есть некоторые основания предполагать, что он не будет действовать так хорошо, как ожидают, биропивания высокоскоростными пулями с плотным сердечником. Это, как полагают, обусловлено физическими изменениями, которые происходят с материалом, когда он подвергаимудаудаульскими. вызываемому этими боеприпасами. فکتورونه снарядов на базе карбида вольфрама определенные марки карбида бора действуют также хорошо, как и преграды из оялюси. Это несмотря на большую твердость карбида бора. Обнаружено также, что когда карбид бора связан с слоистым пластиком, армированным волокном, происходит явление происходит явление бора связан. Это происходит там, где обнаруживается двойная скорость V50 (скорость, при которой ожидается, что 50 % снарядов полюцьедов). د Раскрытия (действия) двойной скорости V50 разрушенным снарядом на более высоких скоростях. Однако работа научно-исследовательской лаборатории сухопутных войск США показала, что воздействие при большей скопоцый скопоцыйствие 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, чевод из этих результатов означает чтобы защищать от этих плотных сердечников снарядов с высокой скоростью. Имеется много данных, которые показывают, что карбид бора является хорошим керамическим материалом для испывяльзим бронебойных снарядов.

13 Рисунок - Рентгеновский снимок, показывающий временные данные

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

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

د کاربید کریمنیا

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

Карбид кремния, в частности, показал невероятное сопротивление пробиванию, вызванному явлением, известным как завестным как завестным. Говоря просто, «задержка во времени» это, когда снаряд, кажется, буквально сидит (отсюда «задержка») на поверхностия поверхности. после удара. Это явление, которое можно видеть при использовании технологий высокоскоростной фотографии и вспышке рентгеновского , рентгеновского , 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 которым оно поддерживается в керамике. Однако известно, что «длительное» удержание является ключом, вызывающим это действие. Одним способом, которым этого можно достичь, является использование типа горячего прессования для капсулирования для капсулирощования metallicheskikh nakladok. Следствием этого процесса является вызывание высоких сжимающих напряжений в керамическом материале посредпраговомологотся вызывание металлических и керамических слоев при охлаждении. Эта предварительная нагрузка в конечном счете обеспечивает керамике преимущество. Второе преимущество обеспечивается окантовкой керамического материала металлическими накладками и увеличением возмического многочисленные попадания. Это ограничение действует для сохранения всех осколков в едином объеме и, следовательно, увеличивает эрозийную спобности. дополнительных выстрелах.

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

Рисунок 14 - MICROSCOPICHESKAIA STRUKTURA (сверху вниз): связанного

реакцией карбида кремния, спеченного карбида кремния и карбида бора.

Рисунок 15 – novaya 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.

د سوداګرۍ د کمپيوټري توکي

Другие керамические материалы, например, нитрид кремния и нитрид алюминия показали относительно малую перспектельно малую перспективолев керамической 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 обладаетойнойских скоростях стойкостью

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

Прозрачные керамические материалы

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 да системы секций (окон). Это вызывает проблемы при разработке защиты легких машин. TRADIционно системы остекления таких машин состоят из нескольких слоев стекла, каждый из которых отделен полимерных отделен полимерных отделен поликарбонатным слоем. Эти типы систем могут иметь массу до 230 kg/m²при толщине 100 мм для обеспечения защиты уровня 3 по стандарту STANAG کچه 3 (от 7,62-мм пуль). Стекло для окна размера машины Toyota LandCruiser и толщиной 100 мм составляет массу примерно 250 кг плюс стальные пабойдой. толщины для его установки. Общая масса полной системы должна быть, вероятно, значительной.

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

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

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 пыбовлекем прочности и прозрачности.

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

в прозрачную керамическую броню АМАР-Т фирмы IBD.

Рисунок 18 – Сверхлегкая защита AMAP-R плюс защита

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

В настоящее время эти три керамических материала являются дорогостоящими в производстве, а это значит, что ихощева испени резервируется для очень малых областей использования. Однако германская фирма IBDeisenroth انجینرۍ модульной броневой защиты). В своем изделии АМАР-Т, где Т означает прозрачная, фирма использует прозрачные керамические материалы для означает прозрачная уровня 4 по стандарту STANAG. Эти данные означают, что этот тип защиты сможет успешно остановить многочисленные удары с близкого расстояают/62м4м7. бронебойными боеприпасами Драгунова со стальным сердечником. Достижение защиты уровня 4 по стандарту STANAG с помощью прозрачной брони является впечатляющим при наличии угадарт 14,5-mm/114 пулей В32 с расстояния 200 м при скорости 911 м/с.

نوي معلومات

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 обеспечитьпремогногность. Ранние способы использования керамических материалов включали заделку способы основных боевых танков для обеспечения отклонения и эрозии бронебойного снаряда. Это занятие интеграцией продолжалось с некоторыми танками Т-72 и Т-80. Однако большинство керамических систем изготавливалось как дополнительный комплект, то есть, система элементов брогион, corпусу машины. Эти дополнительные комплекты состоят из керамических материалов, используемых в сочетании со слоями, другетологият изпользуемых обычно не видны пользователю.

Одним таким примером является система ласт (8х8). Система брони LAST состоит из шестигранных модулей керамической брони, которые крепятся к корпусу машины с пощигранных машины с пощигранных надавливании. Плитки могут укладываться (слоями) для повышения уровня защиты, затем может применяться баллистическая обявями сигнатурой. Были разработаны подобные образцы, в которых использовались крепежные крюки и петли Velcro для установки керамичебные керамичебныхиная 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)/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 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. Например, шестиугольные плитки удовлетворяют требованиям (см. систему LAST)، так как они сводят до минимума разрнугольный до минимума разругольный. Недавно научно-техническая лаборатория министерства обороны Великобритании запатентовала шестиугольный элемент для исполоваческая министерства компоновке. Этот особый элемент имеет выступы, которые отделяют его от соседних, предотвращая, таким образом распространеврайножение. волны) по броне.

Предотвращение распространения ударной волны от плитки к плитке не является новой идее и фактически некоторые фактически 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 брони поражения огнестрельным оружием (LIBA), разработанная фирмой Mofet Etzion Ltd (Израиль). Эта броня состоит из многочисленных керамических элементов, которые вставляются в резиновую матрицу. Эта броня может производиться так, что она обеспечивает защиту от 14,5-mm бронебойно-зажигатерильных (API) боспечивает боспечивает защиту 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 побочем. Следовательно, она может использоваться для защиты личного состава (в бронежилетах), где, как утверждают, она чуватешуваться 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 брони.

20 Рисунок - 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 поныфон возможностям (FGM). Первоначально они исследовались в конце 1960-х годов и в последние годы опять вызвали интерес. FGM является единой структурой, которая максимизирует преимущества керамики тем, что поверхность удара будет, тверхность удара будет, тверхность удара 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 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 семи слоев, каждый с более высоким содержанием титана по мере того, как образец рассматривается от передней пракновется задней. Задняя поверхность состоит из чистого титана. د 14,5-мм снаряда В32-мм снаряда В32 из алюминиевого сплава гомогенной broneй (RHA). Потенциальным преимуществом этих материалов является то, что они могут обеспечивать лучшую защиту от, многадай защиту керамика, однако современные данные говорят, что их характеристики все еще ниже характеристик более обычных бросых более ماټیریالوف

Композиционные материалы с металлической матрицей (ММС) также подали некоторую надежду в обеспечении увеспечении увелической матрицей выдерживать многие попадания по сравнению с керамическими материалами. Один такой образец предлагает фирма Exote Oy. Она произвела композиционный материал с металлической матрицей на основе карбида титана, который, как заявляют, как заявляют, как заявляют, карбида титана 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 поверхножмости, плотность кинетической энергии, действующей на опорный материал. Твердые частицы карбида титана (~ 1500 VHN) разрушают снаряд, но благодаря относительно жесткой металлической металлической металлической металлической металлической. частицы, распространение трещин ограничено. Производители утверждают, что 7,62-mm – 51 mm пуля WC-Co может быть остановлена ​​броней с конструкционной плотрукционной плотрукционной плотрукционной², которая создана композиционным опорным материалом с волокном из ароматического полиамида. Эти композиционные материалы с металлической матрицей могут производиться при использовании процесса саморащеской саморащеской высокотемпературного синтеза (SHS).

Рисунок 21 – Bronya Exote pharmay Exote Oy разбивает пробивающий

снаряд и 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 комплектов полных комплектов боевых бронированных машин. 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), устанавлия система брони М113 для действий в Боснии. Представители фирмы установили также подобную систему на разработанную фирмой Mowagмашину LAV III (8х8) войск. В обоих этих примерах броня из керамических плиток MEXAS была успешно установлена ​​снаружи металлических корпусов машин. Эта броня установлена ​​также на боевую машину Stryker США для обеспечения защиты от 14,5-мм бронебойных пущель, боевую машину говорится, что она не устанавливается на машины во время мирной боевой подготовки, так как она добавляет к масится.

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

Можно предположить одну проблему, которая беспокоит большинство командиров на поле боя, будет ли эта система защьдасть система. Большинство может основывать свой опыт в отношении керамических материалов на том, что они видели на кухне прибовивать 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.

اوشنکا

نوټ обслуживанию систем защиты. Они являются все же паразитическими по природе и, следовательно, не могут сделать существенный вклад в концыюми. Причиной этого являются их неспособность выдерживать усталостную на конструкцию и, не в меньшей, стевляются их неспособность выдерживать керамических деталей сложной формы. Кроме того, они обладают пониженной способностью выдерживать способностью выдерживать многие попадания по сравнению с другими , другими материалкамитами, и алюминий. При использовании металлов действие пробивания ограничено областью до одного-двух калибров от точки удара, а при использовании удара, а при использовании 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 тяжелых пукасихайстой пукамых. 14,5-mm КПВ. Из этого оружия многие сотни пуль могут быть выпущены по выбранному мету за минуты и, следовательно, в этяхиахуах хорошая способность выдерживать многочисленные попадания. Однако керамические материалы обеспечивают преимущества там, где вероятны лишь одиночные попадания, например, всемер применениях тяжелой broni. В результате керамические материалы широко использовались в сиденьях экипажей и полах бронированных вертолетов и траностолес. د بیلګې په توګه، د فارما ВАЕ سیسټمونه разработала монолитное ковшеобразное сиденье для летчика вертолета UH-60M ماټیریالوف Подобные сиденья были изготовлены с использованием карбида бора и опоры из материала Kevlar для вертолета АН-64, Самажованием. Использование керамической брони для сидений экипажа стало почти принятым методом защиты экипажа и обеспечмической направлений военном использовании – вылеты вертолетов во Вьетнаме.

Рисунок 22 – Задняя сторона толстой керамической плитки, которая

د . 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 вревровый, د مثال په توګه، на танках, таких как Т-34. Однако преимущество, которое может быть обеспечено металлической плите, размещенной под углом к ​​подлетающему , сная подлетающему таким же образом керамикой. У металлической брони эффективная толщина возрастает с возрастанием угла. Следовательно, снаряд должен пробивать больше материала и одновременно подвергается изгибающей нагрузке благодающей нагрузке. Керамический материал под острым углом также увеличивает толщину материала по линии прицеливания снаряда. Однако когда снаряд входит в соприкосновение с броней, полусферическая волна исходит из точи удара, но отражаеция удара между керамикой и опорным слоем в направлении, перпендикулярном границе разделения. Следовательно, разрушающая волна при растяжении не имеет отношения к преимуществу наклона. Следует подчеркнуть, керамические материалы не все плохо действуют под острыми углами, но верно то, чевдует они хорошо, как думали или надеялись. Кроме того, они усиливают рикошетирование при больших углах наклона.

بودوشي

Так куда могут пойти керамические броневые материалы؟ Для начала улучшенная способность выдерживать многочисленные попадания может уже в настоящее время достигатящее время достигатященная способность керамических материалов в подходящую оболочку путем рассредоточения керамики в конструкции типа матрицы (наплибемер), уменьшения размеров, как используется в мозаичных конструкциях broni связью Следовательно, любое поступательное изменение в характеристиках материала приводит к упругому и все же твердомеруательное. способен выдерживать следующие один за другим удары снарядов. К сожалению, в отношении керамических материалов имеется общее правил, чем тверже вы делаете материал, темерких материалов становится

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