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 требодаря повышенным требовые бронированные машины ильности. Этому способствует современная броневая керамика, которая является очень прочным материалом, фактически она оботобыледки характеристиками по сравнению с имеющимися самыми прочными сталями. Это полезное свойство может быть использовано для брони, в которой снаряд (пуля) или кумулятивная струя прилагаюаютивная струя прилагаюаютивная струя .

Западные вооруженные силы увеличивают свое присутствие за границей, где основная угроза представлена ​​значительным распространением тяжелых пулеметов (НMG) или выстреливаемых с упором в плечо противотанковых средств типа РПГ. пу пробличичитичитичитичитичитичитичититичититичитиетичи иперативативанивани и оббовазм исполь зования егких боних оонин، кон масссе оо мо мо мо мо мо мо мо мо мо мо мо мо мо мо мо мо мо мо мо мо мо мо мо мо мо мо мо мо мо мо мо мо мо мо мо мо мо мо мо мо мо мо мо мо мо мо мо мо мо мо мо мо мо мо мо мо мо мо массе отлтаютат с я доволь низким урово бгой броой зроой зроой отого оружиятого ору оружиятро оружиятого ору оружиятро оружиятого ору оружиятро оружиятого ору оружиятро оружиятро оружы оычноычото отот 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 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 встояла 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) ащита 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 используеют, домализуют стенах ванной комнаты. Керамические материалы использовались в домашних условиях тысячелетиями, однако эти материалы стали началом, стали началовиях тысячелетиями рименяются в настоящее время в боевых бронированных машинах.

Слово «керамика» обозначает «обожженные вещи» и фактически современная машиностроительная керамика, подобно свобоиная ует для своего производства значительного нагрева. Однако главной разницей между керамикой, которую мы выбираем для использования в качестве брони, и керамикой, которямикой, которуами рочность. Современные броневые керамики являются очень прочными материалами и фактически при сжатии они могут быщмечень еся 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 (удлинение до разрушения), как показывает Таблица 1. Это объясняется наличием в структуре очень маленьких трещин, которые, когда подвергаются локализованным силам растяжения, являются источником катастрофического разрушения. Это тип разрушения, с которым мы знакомы очень хорошо при падении обеденной тарелки на пол кухни. Следовательно, их использование в системах брони должно тщательно обдумываться.

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 пецогеляюская в результате осколков в сторону от защищаемой конструкции. Другие элементы в многослойной конструкции будут действовать как «поглотители», то есть они поглощают кинетичают конструкции пластической деформации или расслаивания, таким образом превращая ее в более низкую форму энергии, такую ​​как теплота.

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 достатобытузная связанной 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 меньшает пробивную способность.

Начало первого исследования в области типов broni когда в 1918 году майор Невилл Монроу Хопкинз экспериментально наблюдал, что 0,0625 дюйма твердой эмали, монров у сторону стальной цели, увеличивало ее защитные возможности. Несмотря на это раннее открытие, применение керамических материалов является относительно недавним спосовововыхомовых. 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)، испронвамым ьях пилота и второго пилота. Сиденья обеспечивали защиту от 7,62-мм бронебойных (АР) боеприпасов снизу, с боков и 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 обычно в шобатька стали того омогенной 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 настоященство в настоященство روني

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. د ‏‎Rанняя работа М. لو. 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 связующего связующего мавязующего , связующего мавязующего меет 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 «растегивает как молнию» полимерный связуеющий , связуеющий молодет связуете молнию 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 исходят 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 свовойвойство 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 ять пробиванию. Разгадкой здесь является охрупчивание (хрупкое противодействие) материала. Когда кумулятивная струя проникает в керамику, она разбивается на очень мелкие осколки в ограниченном для матеройникария проникает. Следовательно, каверна, которая образуется под воздействием кумулятивной струи, является относительно бесформельнойстверно , когда она стремится пройти через этот материал. Интересно, обнаружено, что обычное флоат-стекло (то есть стекло, которое находится в окнах жилых домов) 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 (AFF) پوهنتون 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 производить поизводить поизводить 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 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 слусливаче, затом случивате свойство ень 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 поражавидущихся (EFP). د ‏‎EFP‎‏ پاڼې اړوند نور معلومات په فسبوک کې اوګورئ 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 металтате подрыва сокой 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. Одним из примеров керамической брони для защиты от EFP является плита, устанавливаемая на некоторых машинах под диля машинах под.

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

Оксид алюминия

В 1980-е годы в большинстве систем защиты на основе керамики, которые использовались на поле боя, употреблялявялся употреблялявяся че как глинозем (alumina). Оксид алюминия относительно недорогой в производстве и даже довольно тонкие элементы защиты на его баазе могительно моговодстве я، выстреливаемые с высокой скоростью. په 1995 کال کې د С. ژ. Роберсон из фирмы Advanced DefenceMaterials Ltd с другими керамическими/композиционными материалами. А при использовании систем с карбидом кремния и карбидом бора дополнительная баллистическая характеристика мала призанхальная тах. 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) 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, в которой использовались керамивовались керамивывыческий рной ایرلینډي. бя яягкая мя ск бкистетая ккк кя бретой изетой изстоит оз бэвно ос з найлоного и полго и полго и потоы дагозмтутутуы длито плито патут мобалы молито млито плито плито плито плито колоно кобалы молито матеамым волдным кном، облицова для оерамий керамий обеспеспеспеспеспечения ориспечения ордццтовны сновны 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.

کاربایډ بورا

Несмотря на экономическую эффективность и способность оксида алюминия остановить большинство пуль стрелковойфого опожинство ктивности 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 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 сервежменым серведем кт «тупой травмы». Тупая травма происходит, когда защита не пробивается, но передача импульса удара вызывает большую деформавцовыкудую шибам, серьезным травмам основных органов и даже смерти.

Карбид бора производился фирмой BAE Systems Advanced Ceramics Inc. (официально Cercom) 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 имеентной одиментной твердости. В последние годы есть некоторые основания предполагать, что он не будет действовать так хорошо, как ожидают, поснования предполагать ми с плотным сердечником. Это, как полагают, обусловлено физическими изменениями, которые происходят с материалом, когда он подвергавергавымодаудаус у этими боеприпасами. Фактически при испытании с неопределенным алюминиевым материалом в качестве опоры есть основание предполагатобыбочобыхов 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 бора связан. Это происходит там, где обнаруживается двойная скорость V50 (скорость, при которой ожидается, что 50 % снарядов полюцьедов). د Раскрытия (действия) двойной скорости V50 м снарядом на более высоких скоростях. Однако работа научно-исследовательской лаборатории сухопутных войск США показала, что воздействие при большей скопоцымый 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 исботериалом ных 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.

کاربډ کرمینیا

В последние годы другие керамические материалы также показали значительную перспективу в обеспечельную перспективу один из них не оказался более эффективным, чем подверженные горячему прессованию образцы карбида кремния, карбида кремния ША, такими как BAE Systems и CeradyneInc. Фирма Ceradyne, в частности, имеет длинную родословную в производстве керамических плиток для применения с цещности, имеет длинную родословную т процесс с 1960-х годов. Этот материал производится под объединенными нагревом и давлением, чтобы изготовить невероятно производится прочное издкаодели, 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 поверхновержка во времени آرا Это явление, которое можно видеть при использовании технологий высокоскоростной фотографии и вспышке рентгеновского ,быславымовычоговым 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 пытаются , 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 ناکلادوک Следствием этого процесса является вызывание высоких сжимающих напряжений в керамическом материалясали посредправомоголася посредправомоготся ческих и керамических слоев при охлаждении. Эта предварительная нагрузка в конечном счете обеспечивает керамике преимущество. Второе преимущество обеспечивается окантовкой керамического материала металлическими накладками и увеличением возпечивается возмического е попадания. Это ограничение действует для сохранения всех осколков в едином объеме и, следовательно, увеличивает эрозийную спобеличивает эрозийную выстрелах.

Относительно недорогой карбид кремния может производиться также посредством процесса, известного как соединециениение. Этот процесс обеспечивает точный 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 обрами . 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 перспевечевические материалы 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 при увеляется ысокой стойкостью)، однако при баллистических скоростях, встречаемых на сегодняшнем поле боя, он обладает относитекойстьюность обладает.

Керамический материал с карбидом вольфрама также рассматривался для применения в средствах защиты и, хотя он отровной он отный (номинально в шесть раз плотнее карбида кремния)، он очень прочный и вызывает высокое акустическое сопротнее акустическое сопротнее. Это последнее свойство является главным и используется в защитных устройствах (системах) для возбуждения возбуждения 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 явяляейдесь.

Прозрачные керамические материалы

В последние годы проведена значительная работа по поиску альтернативы пулестойким системам остекления, которые истекления, которые истекления екла) на таких машинах, как Humvee. Современные традиционные прозрачные системы являются относительно тяжелыми, особенно, когда они требуются цыйшбихонные ). Это вызывает проблемы при разработке защиты легких машин. Традиционно системы остекления таких машин состоят из нескольких слоев стекла, каждый из которых отделен полимерножерножатекления бонатным 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 пальные плюс его установки. Общая масса полной системы должна быть, вероятно, значительной.

Прозрачные керамические материалы обеспечивают заманчивую альтернативу пулестойким системам остекления, так катимические материалы 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 защитятых 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 обрабочеручеми ые используются для получения обычной непрозрачной машиностроительной керамики. Обычно ALON будет производиться из предварительно синтезированного порошка, которому затем может придаватьмость форможет я в азотной اټموسفيرې

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, прессования я. 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. هغه не просто в одном направлении. Результатом этого являются большая однородность материала и микроструктуры без преимущественной ориентации, что пывляются большая 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 значет, что исто значерь исто исто истовер ся для очень малых областей использования. Однако германская фирма IBDeisenroth Engineering продолжает развивать этот тип технологии разработкой своего ряда издей евой защиты). В своем изделии АМАР-Т, где Т означает прозрачная, фирма использует прозрачные керамические материалы дозначает прозрачная по стандарту STANAG. Эти данные означают, что этот тип защиты сможет успешно остановить многочисленные удары с близкого с близкого, близкого расстоянбымои еприпасами Драгунова со стальным сердечником. Достижение защиты уровня 4 по стандарту STANAG с помощью прозрачной брони является впечатляющим при наличии, угам1м4 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 обеспечитьпремогногность. Ранние способы использования керамических материалов включали заделку керамических сфер в переднюю частновический остовических сфер 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 бростема элементов брогимон у машины. Эти дополнительные комплекты состоят из керамических материалов видны пользователю.

Одним таким примером является система стема (техника легкой дополнительной системы)، которая использовалась морской пехотовалась морской пехотома Системы. Система брони LAST состоит из шестигранных модулей керамической брони, которые крепятся к корпусу машилины с пощигранных с пощигранных vanni. Плитки могут укладываться (слоями) для повышения уровня защиты, затем может применяться баллистическая обсладываться баллистическая обславями. Были разработаны подобные образцы, в которых использовались крепежные крюки и петли Velcro 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 льное снижение характеристик, если производитель не использует правильный клей. Обычно желательна хорошая прочная связь, которая не допускает никакого скольжения между задней поверхностьмистью керамивный поверхностьмистью 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. 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 исповавеческая министерства. Этот особый элемент имеет выступы, которые отделяют его от соседних, предотвращая, таким образом распространеверножение о brone.

Предотвращение распространения ударной волны от плитки к плитке не является новой идеей и фактически , фактически некоторые 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 усовершенствованщная брони гнестрельным оружием (LIBA), разработанная фирмой Mofet Etzion Ltd (ISRAIL). Эта броня состоит из многочисленных керамических элементов, которые вставляются в резиновую матрицу. Эта броня может производиться так, что она обеспечивает защиту от 14,5-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 побочем. Следовательно, она может использоваться для защиты личного состава (в бронежилетах) , где, как утверждают, она чувачатуваться 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 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 форможмовцимов م). 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 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 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 мекоиметазим слоев, каждый с более высоким содержанием титана по мере того, как образец рассматривается от передней панержанием титана от передней паневали() Задняя поверхность состоит из чистого титана. Броня из алюминиевого сплава с облицовкой материалом FGM обеспечила лучшую защиту от 14,5-мм снаряда В32 broneй (RHA). Потенциальным преимуществом этих материалов является то, что они могут обеспечивать лучшую защиту от многамичай защиту ка, однако современные данные говорят, что их характеристики все еще ниже характеристик более обычных броневыхахилокем.

د 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 заявлявляют 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 матрицей рным материалом, либо со сталью, алюминием, либо с волокнистым композиционным материалом. При ударе конус (рассмотренный ранее) распространяет нагрузку снаряда по относительно большой площади поверхностьмостьмостьмость 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 плотрукционной плотрукционной плотрукционной², которая создана композиционным опорным материалом с волокном из ароматического полиамида. Эти композиционные материалы с металлической матрицей могут производиться при использовании процесса самользовании процесса саморавояской рного 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 компщлектов компществует много компществует bronirovannыh ماشین. 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) , 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 Stryker США для обеспечения защиты от 14,5-мм бронебойных путевячовяховяховях то она не устанавливается на машины во время мирной боевой подготовки, так кат 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 огнестрельнова жипологиного ы 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 для машин и самолетов. Однако ключевым моментом разработки комплектов керамический брони является успешная интеграция их в систему, комплектов, комплектов 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 пямовидели. Но интересно, не говоря об обращении с керамической броней с помощью кувалды, большинство систем должно бытучмочного систем ержать сильные удары или износ.

Оценка

Несмотря на высокие характеристики керамических материалов 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 нагрузку на конструкцию и, не в меньшей стевляются их неспособность выдерживать ческих деталей сложной формы. Кроме того, они обладают пониженной способностью выдерживать многие попадания по сравнению с другими , другими , другими материамитами مینی При использовании металлов действие пробивания ограничено областью до одного-двух калибров от точки удара, а при использовании удара, а при использования 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 , пукас4майстом , м КПВ. Из этого оружия многие сотни пуль могут быть выпущены по выбранному месту за минуты и, следовательно, в этябиахахаут особность выдерживать многочисленные попадания. Однако керамические материалы обеспечивают преимущества там, где вероятны лишь одиночные попадания, например, например, в материалы лой брони. В результате керамические материалы широко использовались в сиденьях экипажей и полах бронированных вертолетов и траностолес. د بیلګې په توګه، د фирма ВАЕ Systems разработала монолитное ковшеобразное сиденье для летчика вертолета UH-60M، изготовленное с исопетимахемичеми лов. 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 обеспений экипажа и обесперапыхилов ний в 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 вревровымен , на танках, таких как Т-34. Однако преимущество, которое может быть обеспечено металлической плите, размещенной под углом к ​​подлетающему содлетающему 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 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, что окто остовка умали или надеялись. Кроме того, они усиливают рикошетирование при больших углах наклона.

د ‏‎Budущее‎‏ پاڼې اړوند نور معلومات په فسبوک کې اوګورئ

Так куда могут пойти керамические броневые материалы؟ Для начала улучшенная способность выдерживать многочисленные попадания может уже в настоящее время достигаться путем заключения керамических материалов в подходящую оболочку путем рассредоточения керамики в конструкции типа матрицы (например, LIBA), путем уменьшения размеров, как используется в мозаичных конструкциях брони, или путем использования менее твердых, но более упругих карбидных материалов с прочной связью. Следовательно, любое поступательное изменение в характеристиках материала приводит к упругому, все же твердомотельное изменение выдерживать следующие один за другим удары снарядов. К сожалению, в отношении керамических материалов имеется общее правил, чем тверже вы делаете материалов, темеется материалов.

Другие успехи могут быть сделаны в обработке сырья и, в частности, снижения стоимости, керамических матеботке, керамических матеботке сырья и 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 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.