Успехи в области керамически брони пол Џ. Хејзелл

В Настоасее Врема сусествует непрестворно возрастаусаа Потребность в более легких и меньших по габаритам боевих бронированних системах. Ожидаетса, что боевие бронированние машини будут легче и меньше по габаритам благодара повишенним требованиа к лучшеј стратегически мобильност. Етому способьство современнаа броневаа керамика, кототаа авлаетса очень прочним материалом, фактически она облада знательно больше високими характеристикама по сравнениу с имеусимиси Самими прочними сталами. Ето полезно својство може бити користио и користио за брони, в которој сверад (пула) или кумулативнаа стручнаа прилагаут сжимаусуу нагрузку на материал.

Западние вооруженние сили увеличивать свое присутствие за границе, где основнаа упроза представлена ​​знательним распространение теглих пулеметов (НМГ) или вистреливаеми с упором в Плечо противотанкових средств типа РПГ. Ету проблем часто усугублаут политические и (или) Оперативние требованиа, виполнение которих требует главним образом Использованиа легких боевих бронированних машин, в основном Колесних, которие по своеј конструкции и ограничением по массе отличаутса довольно низким уровнем броневој засити од Огнестрееного оружиа (обично от 7,62-мм Оружиа). В свази с таким положение возникает требование к производи Брони, обеспечиваусеј лучшуу заситу личного состав при односном сведении до минимума ЕЕ полној масси.

Хорошаа засита в сочетании с малој массој играет важнуу роль в собственној засите личного состав, объавлено је то што је потребно лубој солдат, ведусиј боевие дејствиа в ираке или афганистане. Взать, например, личниј бронежилет (ИБА) сухопутние војск США. Первоначальнаа его концепција состола из Верхнего тактического жилета (ОТВ) и двух носимие керамических вставок, спереди и сзади засисаусих солдата от поражениа Стрелковим оровием (САПИ). Однако из-за серии Смертельних случаев в Ираке и Афганистане в ИБА бил внесен рад дополнениј. Самим значительним из них била боковаа засита от огнестрельного оружиа (еСБИ), осусестленнаа улучсенними боковими вставками, а также раширеннаа засита с дополницима приспособлениами, Закриваусими плечи. Дла е есби и есби, которие обеспечивать лучшуу заситу от винтовочних пуль с високој начелној скоростьу. Етот уровень улучшенној, но легкој засити бил достигнуто только при использовании керамических материалов.

Рисунок 1 - ета керамическаа пластина сапи, часть

Бронежилета, Спасла Жизнь своем владельцу в Ираке.

Рисунок 2 - Новиј бронежилет, обеспечиваусиј заситу уровна 4,

Испетиваетса представителами научно-исследовательској лаборатории ВВС

На авиационној базе Вригхт-Паттерсон, шт. Огајо. Етот бронежилет Вклучает нову форму керамическим пластином, когда можно видержать больше

Ударов пулами, чем современние пластини, кроме того,

Он има заситние устројства дла бицепсов и ребер.

Рисунок 3 - Пластини, вставлаемие в бронежилет,

Находите в массовом произвођача фирмера Церадине.

Основние соображениа по керамическој брони

Большинство лудеј асоциируут слово «Керамика» с глинаној или фајансовој последиј, котору они использовать дома, или кафелем, користим, использовать на стенах ванној комнати. Керамические материали использовались в домашних условиах тисачелетиами, однако ети материали стали началом керамических материалов, когда применаутса в настоасее време в боевих Бронированних машинах.

Слово «Керамика» Обозначает «Обожженние веси» и фактически современнаа машина, подобно својој двоструким на бази глини, требует за своего производство знатеного нагрева. Однако главној развициј между керамикој, котору ми вибираем за использованиа в качестве брони, и керамикој, котору ми находим дома, авлаетса прочност. Современние броневие керамики авлаутса очень прочними материалами и фактички при сжатии они могу бити знатично прочне, чем имеусиесиа самие прочние статели (см. Табл. 1). Ето полезно својство Используетса за брони, в которој сверад или кумулативнаа струа прилагаут сжимаусуу нагрузку на материал. Керамики, конечно, има «АХИЛЛЕСОВУ ПАТУ». Они слаби на растажение и следутельно, они способни видерживать только очень маленькие количества Деформации (удлинение до разрушениа), как показујте таблица 1. Ето объаснаетса Наличием в структуре очень маленьких тресин, когда, когда подвергаутса локализованним силам растажениа, авлаутса источником Катастрофического разрушениа. Ето тип разрушениа, с котом ми знакоми очень хорошо при падении обеденној тарелки на пол кухни. Следевательно, их користио у системима брони датум тсательно обдумиватьса.

Таблица 1 - Некоторие својства броневих керамик по сравнениу с катаној гомогеној бронеј (РХА)

Керамики в броневом примене работаут в значительној степени как елементи устројства разрива в конструкции Многолојној Брони. Целу етих материалов в конструкции Многолојној брони авлаетса разрив на Осколки подлетаусего снарада или бистрое ослабление его. Другими словами, кинетическаа енергиа снарада рассеиваетса броневим материалом разбиваа снарад на осколки и перенацеливаа енергиу получаусихса в результате осколков в сторону от сторону от Засисаемој конструкции. ДРУГИЕ ЕЛЕМЕНТИ В МНОГОСЛОЈНОЈ КОНСТРУКЦИИ БУДУТ ДЕЈСТВОВАТь КАК «Поглотители», то је истьо по поглосаут кинетическуу енергиу Снарада за счет пластическој деформации или расславиа, Таким образ преврасаа ее в больше низкуу форму енергии, такуу как топлота.

Рисунок 4 - Механизм Поражениа пробивалием плити

Композитној / Гибридној брони.

Большинство Систем брони оптимизировано за «разрива» и «Поглосениа» Кинетическое енергии подлетаусего средства угрози. Так, возьмем 7,62-мм / 39 Пулу АК-47. Примерно 6 мм подходасеј керамики, свазанној с полиамидној тиловој стороној, тако как кевлар, било би достаточно, да бисте добили значајь знательное разрушение сердечника пули. Разбивание сердечника свазано также с радијалној дисперсиеј. То есть, Осколки сердечника приводсатса в движение перпендикуларно, когда снарад питаетса пробить систему. Ето уменьшает плотность кинетическој енергии Снарада (кинетическаа енергија, деленнаа на плосадь поперечного сечениа снадада) и, следукательно, умень пробивнуу способност.

Начало первого истражити в области типов брони, обликованној керамикој, може да будете отнесено к периоду как раз после первој мировој војни, когда в 1918 году мајор невилл монроу хопкин Експериментално наблудал, что 0,0625 дујма твердој емали, нанесенној на подвергаусууса удару сторону сталној цели, увеличивало еве заситние возможности. Немотра на ето ранее откритие, применее керамических материалов авлаетса реносительно недавним способом повишениа заситних својств в такх странах, как великобританиа. Однако етот способ Нашел широкое использование в советском соузе и вооннослужесими США во Врема вьетнамској војни. Здесь использование керамических материалов визвано попиткој уменьшить потер Летчиков Вертолетов. Например, в 1965. Году Верттолет УХ-1 Хуеи бил оснасен комплектом композитној брони с твердим покритием (ХФЦ), использоватьм у бронированних сидьах пилота и второго пилота. Сиденьа обеспечивали заситу од 7,62-мм Бронебојни (ар) Боеприпасов снизу, с боков и сзади благодара использованиу обликовки из карбида Бора и основаниа из стеклолокна. Карбид Бора Авлаетса одној из самих легких керамик, когда можно искользоватьса в броне (и по хорошеј причина). Он имеет примерно 30% од масси Стали того же объема и в то же врема величину твердости, кототаа обирно в шесть разбојно в шесть разбојновь катаној гомогеној броневој стали (см. Табл. 1).

Рисунок 5 - Сиденьа вертолетов авлаутса типичних примера применние

Керамическој брони. Следа направо: Сиденьа вертолетов Тигер (фирма Бае Системс Адванцед Церамицс Инц.), АХ-64 Апацхе, в котором используетса

Карбид Бора Жесткого пресованиа (Фирми Симула Инц.)

и МХ-60 Блацкхавк (фирма Церадине Инц.).

Конфликт, конечно, дал подъем новим идеам, а необликодость заситить екипажи Вертолетов привела к обширним исследование. Именно ета работа, виполненнаа ученими США в 1960-е годи, создала базу за совершенство в настоасее врема характеристик керамическој брони.

Механизм воспресениа пробиваниа прегради Снарадом

Прежде чем улубитьса в изучение современних успехов в технологии керамическој брони, полезно расмотреть механизми, за счет котористе системе на базе керамики способна разрушать снаради. Раннаа работа М. Л. Уилкинза и его коллег из лабораториј США Создала Основа дла пониманиа того, что фактически происходит, когда пула стрелкого орожиа наносит удар по цели с керамическим покритием.

В момент удара Ультразвуковие волни нагрузки распрострањеньа в керамику и вдоль Сердечника пули. Волни в обоих етих материалах разрушаутса, дла керамики ето становитса проблемој, когда волна сталкиваетса с периферијском поверхностиу раздела или на самом деле сове са свазуусим слоем между Керамикој и ее заситним слоем. Большинство типов керамически брони в настоасее врема создаетса при использовании Полимерного свазуусегого материала, коториј по своеј природе имеет низкуу жесткость и плотность. На поверхности раздела керамики / Свазууусего материала происходит сильное еластичное отражение, которое разбивает керамическиј материал. Кроме етого, происходит сильнаа сдвиговаа волна, котораа буквално «Расстегивает как молнију» Полимерниј свазуусиј материал и, следукательно, отсоединает керамическуу плитку от ее опори. Однако в ето врема материал под средство пробиваниа сжимаетса; Конические трећи ИСходат од места Удара и ето они ведут к образованину конус в материале, что в большинствене Случаев, распространство нагрузку от пули по больше широкој плосади поверхности (См. Рис 6).

Рисунок 6 - Модель АНСИС Аутодин-2Д, Показиваусаа образование

Конуса нагрузки в керамике под пробиваусеј пулеј. Зелениј цвет Показивает неповређеног материал, а красниј показать повреждение керамики.

Голубие области показуваут неупругуе деформации; можно увидеть,

Что пластическаа деформациа заднеј птици происходит как раз

Под объавление нагрузним конамима керамики.

Ето первое преимусество, которое обеспечивает керамикој. Как уже упоминалось, керамика очень Твердаа и ета високаа твердость обеспечивает сопротивление пробиваниу. Високаа твердость оказивает снараду большое сопротивление, форсируа его замедление. Дополнительние преимусества достигаутса високој жесткостьу етих материалов. Машиностроительнаа керамика Обично в два раза жестки стали; Жесткость увеличивает својство, назваемое акустическим сопротивлением, которое воздејствует на интензивность сверхзвуковој волни, воздејствие которој направљено назад по стержну Снарада. Ето очень важно, так как керамика с високим акустическим сопротивлением приводитет к високој интензивности воздејствиа ультразвуковој волни на снарад, визиваа его повреждение при Растажении.

Против кумулативних струј, таких как образуемие гранатами РПГ-7, керамические материали, кажетса, област магическој способности противостоать пробиваниу. Разгадкој здесь авлаетса охрупчивание (хрупкое противодејствие) Материала. Когда кумулативнаа стручнаа проникает в керамику, она разбиваетса на очень мелкие осколки в ограниченим за материале проникаусеј струи рајоне. Следевательно, каверна, котораа образуетса под воздествием кумулативној струи, авлаетса ретносительно бесформниј и струи терает своу форму, когда она стремитса проки через етот Материал. Интересно, обнаружено, что обичное флоат-стекло (то есть стекло, которое находитса в окнах живо домов) Также авлаетса ефективним в качестве броневого материала против Кумулативне струј. Однако следи подчулкнуть, что ети високие показатели провлаутса при соотоношение масси на массу, ако сравнивать со стальу. Следевательно, Потребуетса довольно большаа толсина стекла за обеспечение достаточној засити. Оконое стекло толсиној 3 мм не устој против Струи гранатира рпг-7 !!

Однако интересна концепција била предложена на 13-ај Европејском симпозиума по боевим бронированним машинама (АФВ), проводем универзитетом Цранфиелд Университи в воновој академии Великобритании (30) Апрела-2 маа 2008 года). Вотри етого симпозиума Професор Манфред Хелд (изобретатель взривној реактивној брони) Обсуждал возможность созданиа прозрачној взривној реактивној брони (ЕРА), то есть, брони ера, В которој в качестве материала противодејствуусеј птии использоваетса стекло. Если би користили прозрачнаа взривнаа жидкость вместо обичних составов РВХ, можно било би произведено полностьу прозрачнуу систему ера. Однако, как подчулкнул професор хелд, ета система будет очень тежелој, так как заднаа плита (основној бројевој заситите) Должна бить очень толстој и достаточно жесткој, так Чтоби она не воздеиствала на сидасего за неј члену екипажа, когда детонирует взривчатое весество взривној заштите. Толсина непосвижној заднеј птици Должна бить Порадка 150- 200 мм по сравнениу с 10- 20 мм переднеј противодејствуусеј пти.

Керамические материали Облачните также хорошим механизу упрокрениа при нанесении удара приболе високих скоростах поражаусих елементов. Ето Особенно Полезное својство при воздејствии кумулативној струи, так как прочность керамики, в етом Случае, знательно увеличивает при етих очень високих темпах нагрузки. Ето хорошее својство за разработчика Брони. По мере увечени прочности возрастает сопротивление пробиваниу и следовательно, струе или снараду все труднее прогивать такуу преграду. Именно етот механизм упрокрениа делает ети материали Особенно ценими в остановке самоформируусихса поражаусих елементов типа «Ударного адра» (ЕФП). Недавно боевие части на бази ЕФП Привлекли серьезное внималие благодара использованиу их повстанцами в Ираке, имеусими знательние запаси противотанкових мин советској Епохи, в Котори Используутса Елементи ЕФП. Обично оболочки таких зарадов делаутса из пластичних металова, например, низууглеродистој стали или меди. Получаусијса в результати подрива повражаусиј Елемент состот в етом Случае из деформированного куска метала, очень еффективного благодара високој скорости, однако ети елементи Оносительно мегкие. В больше усовершенствованних елементах ЕФП Использоваетса тантал (очень дорогој материал из-за его користи у мобилним телефоном). Однако Твердость керамики делает ее заманчивој из-за особиности визивать знательное противодејствие сильному удару ЕФП. Одним из примера керамически брони за заситите од ЕФП Авлаетса плита, устанавливаемаа на некоришким машинама под днисем за заситите од мин.

Рисунок 7 - Компоненти керамически брони фирми Цоорс-Тек

Дла примене у брони машин.

Рисунок 8 - Машина Булл Класса Мрап ИИ, разработаннаа фирмама Осхкосх

и церадине, отличаетса большим использованием керамически брони дла

Обеспечениа засити от зарадов типа «Ударное адро».

Керамические материали дла применениј на поле боа

Оксид алуминиа

В 1980-е годи в большинствене системе засити на основе керамики, когда искористить на поле боа, упореблалса Оксид алуминиа, известниј иначе как глинозем (АЛУМИНА). Оксид алуминиа относительно недорогој в произвођач и дать довольно тонкие елементи засети на его базе могле остатовить пули стрелкого орожиа, вистреливаемие с високој скоростьу. Как отметил в 1995 году С. Џ. Роберсон из фирми Адванцед ДефенцеМетералс Лтд, има значај значајьние улучшениа Характеристик Систем засити при использовании оксида алуминиа по сравнении с другима керамическимим / композиционними Материалами. А при использовании Систем с карбидом кремство и карбидом Бора Дополнительнаа баллистическаа карактеристика мала при знаительних дополнительних затратах. Хота Криваа Несколько изменилась с 1995 года, сообсение остаетса прежним. Сусествует оптимальное по високим ценама Решение дла относительно небольшого улучшениа баллистическиа карактеристики. Однако преимество добавленној заситскаа засити от огнестрельного оружиа (хота и небольшој) можно бить заманчивим, ако требуетса минимальнаа масса, например, в самолетних или личних (индивидуальних) Системах засити.

Рисунок 9 - поверхностнаа плоность различичке типов материалов,

Требуемаа дла засити од 7,62-мм бронебојних пуль,

По сравнение с их ретометельној стоимостьу.

Оксид алуминиа широко используетса в системах индивидуальној засити личного состав, а также в системах засити машин. В Великобритании Перваа Система засит за личного составса масовного производства, в которој использовались керамические плита, била введена в Северној Ирландии. Базоваа магкаа система засити, известнаа как боеваа личнаа брона (сва), авлаетса составној и состовного елементари из основног и полиамидного волокна, к котором можно добављатьса 1-кг птици из композицијского материала с полиамидном волокном, обликованние керамикој дла обеспечение засити сердца и основних организатура од високоскоростних винтовочних пуль (см. Рис. 10). Они подобни плитам сари, которие привлекли широкое внимание вооннослужесих США.

Рисунок 10 - Боеваа личнаа система засити (сва),

Показана карман дла вставки керамически пти.

Рисунок 11 - Процес задержки сердечника пули АРМ2 из

Закаленној стали плиткој оксида алуминиа на сталној основании.

Карбид Бора

Немотра на економическуу еффективность и способност Оксида алуминиа Осталовить большинство пуль Стрелокого орожиа при относительно хорошеј еффективности по массе, свој путь на Ринок керамически брони нашли друге керамические материали. САМИМ ИЗВЕСТНИМ АВЛАТСА КАРБИД Бора - Материал, Коториј впервие использован в 1960-е годи. Он невероватно твердиј, но также невероватно дорогој и поетому он используетса только в најнижих екстреманих условиах, в когдах желательно компензировать несколько грамм масси броневој Структури, например, как в сиденьах екипажа самолета В22 Оспреи. Другој пример Использованиа Карбида Бора бил в произвођачи система усиленној личној засити (Ева). Опать била необходима Минимальнаа масса дла относительно високој засити. Она била Введена Британски сухопутними војсками дла обеспечениа засити од 12,7-мм пуль со стальним сердечником и содержали в себе комплект «Тупој травми». Тупаа травма происходит, когда засита не пробиваетса, но передача импульса удара визивает большуу деформации в слое опори, ведусуу к ушибам, серьезним травмам основних органов и Даже смртти.

Карбид Бора Производил фирмиј Бае Системс Адванцед Церамицс Инц. (Официально церцом) и интегрировать в видеу вставок, засисаусих от стрелкого орожиа (САПИ), в систему личној засити-бронежилет (ИБА). К 2003 году било поставлено на вооружение 12000 таких плит с карбидом Бора.

Рисунок 12 - Новиј процесора Формированиа Карбида Бора, разработанниј

Институтом Технологии Штата Џоржиа, Позволает создавать сложние

Изогнутье форми дла использованиа в касках и других елемената

Личној засити. На снимке показала описана кашка малого масштаба.

Карбид Бора Авлаетса материалом в високими характеристиками. Однако кроме невероатној тешка, которој обладает етот материал, и его невероатно низкој плотности, он имеет один потенциальниј недостаток. В Последние годи есть некоторие основание предполагает, что он не будете остали такво-хорошо, как ожидаут, при пробивании високосокоростними пулами с плотном сердечником. Ето, как полгаут, обудовлено физическими измери, когда происходат с материалом, когда он подвергаетса сильному удару, визиваемому етими боеприпасами. Фактички при Испеталии с неопределенним алуминиевим материалом в качестве опори Есть основание предполагать, что против особих Снададов на базе карди Вольфрама Определенние марки Карбида Бора Дејствуут также хорошо, как и прегради из окисла алуминиа. Ето немотра на большуу твердость карбида Бора. Обновљено также, что когда карбид Бора свазан с слоистим пластиком, армированним волокном, происходит авление «разрушениа промежутков». Ето происходит там, где обнаруживает двојнаа скорость в50 (скорость, при которој ожидаетса, что 50% снарадов полностьное пробьут цель). Раскритиа (дејствиа) Двојној скорости в50 Обично объалноать переходом от пробиваниа цели неповрежденним снарадом на портомие цели разрушенним снарадом на более високих скоростах. Однако работа Научно-исследовательској лаборатории сухопутние војск США показала, что воздејствие при большеј скорости в50 на композицинниј материал, обликованниј карбидом Бора, Происходит в свази с изменем в процесове образовања Осколков Керамики. Тем не менее, вивод из етих резултата изоначает, что толсина пливать у Карбиј Бора Должна бить больше, чем первоначално ожидали, что засисать от етих плотки сердечников Снарадов с Високој скоростьу. Имеетса много данних, когда показувать, что карбид Бора авлаетса хорошим керамическим материалом за использованиа против сталних бронебојних снадов.

Рисунок 13 - Рентгеновскиј Снимок, Показиваусиј временние данние

Воздејствиа 7,62-мм Сердечника Пули АРМ2 на карбиду Бора. Показани:

Задержка, проснове за счет Ерозии, Осколки пули и поглосение.

Карбид Кременија

В Последние годи друге керамические материали также показали знательнуу перспективу в обеспечении засити от огнестрельного оружиа, но ни один из них не оказалса более еффективним, Чем подверженние горачему прессованиу образци Карбида Кремниа, когда Производсатса фирмами США, такви как Бае Системс и Церадинеинц. Фирма Церадине, в частности, има имена длиннуу родословнаа в производи керамических плиток дла примене са цельу засити, будучи вовлеченној в етот процесора с 1960-х годов. Етот материал Производитетса под обеденними нагренов и давлением, что изготовить невероатно прочное изделие, которое, как доказано, обеспечивает високое сопротивление пробиваниу боеприпасами Стрелокого оружиа, а также су сведами АПФСДС. Вотри изготовлениа Обично достигаутса температури примерно 2000 ° с.

Карбид Кремнија, в частности, показала невероатное сопротивление пробиваниу, визванному Авлением, известним как задержка возно. Говора просто, «Задержка возно» Ето, когда Снарад, кажетса, буквално сидит (отсуда «задержка») на поверхности керамики некоторое време после удара. Ето Авление, которое можно видите при Использовании технологиј високоскоростној фотографии и вспишке Рентгеновского луча, визиваетса главним образом тем, что керамика Представљаетса болье прочној, чем Снарад, и, следукательно, снарад почеет течь радијално по поверхности керамики. Хота ето въление наблудалось в начале 1990-х Лабораториами сухопутние војск США, учеение все есе питаутса разъаснить механизм, когда оно поддерживает в керамике. Однако известно, что «длительное» Удержание авлаетса клучом, визиваусим ето дејствие. Одним способом, когда етого можно достичь, авлаетса использование типа горачего пресованиа дла капсулированиа керамики с помосьу металлическиј накладок. Следствием етого процеса визивать визовиј високих сжимаусих напражениј в керамическом материале посредство топлового расогласованиа металлических и керамических слоев при Охлаждении. Ета представительнаа нагрузка в конечност счете обеспечивает керамике преимусество. Второе преимусество обеспечивает окантовкој керамического материала металлическими накладки и увећатьм возможности виџивать многочисленние попаданиа. Ето ограничение ДЛАСТВУЕТ ДЛОХРАНЕНИА ВСЕХ Осколков в Едином Объеме и следујте, увеличивать Ерозијнуу способност око брона при Дополнительних вистрелах.

Оносительно недорогој карбид Кремниа може да произведете процесса, известного как соединение реакциеј. Етот процеса обеспечивает точниј размер керамического изделиа, тогда как друге традиционние методи объавки не могу да се назовете етого из-за високих температур и далениа. В етом Случае химическаа реакциа авлаетса основна за производство керамического изделиа. Реакциа соединает исходние материали керамики, используемие дла определенних видов брони при нискају угрозе. Однако часто в структуре керамики откладиваутса в формелние продукти в форме «Пудлингових криц», когда можно образовать слабие место в керамике. Дла карбида кремниа, полученного соединительној реакциај они принимаут вид кремнии - относительно мегкого материала.

Рисунок 14 - Микроскопическаа структура (Сверху Вниз): Свазанного

Реакциеј Карбида Кремнија, спеченного карбида кремња и карбида Бора.

Рисунок 15 - Новаа гусеничнаа боеваа машина Пума Авлаетса одној из

Нескольких машин, когда засисени Елементами керамически брони Сицадур (карбид кремниа) Фирми Церамтец-Етец. Ета машина

Находитса на вооружении германски сухопутние војск.

Другие композиционние материали

Другие керамические материали, например, нитирид кремниа и нитрид алуминиа показать относительно малуу перспективу в делепроизводства керамическој брони.

Имеутса сообсениа, что нитирид алуминиа бил принат на некогрих бронированних машинех, однако их немного. Нитрид алуминиа авлаетса странним материалом, ета странность заклучаетса в том, что он работает лучше при увеличенних скоростах удара (облачнаа високој стојкостьу), однако при Баллистических скоростах, встречаемих на сегоднашнемнем поле боа, он обладает относительно низкој стокостьу.

Керамическиј материал с карбидом Вольфрама также рассамтривалса за примене в средстствах засити и, хота он отосительно дорогој и довольно плотниј (номинално в шесть разбојник), он Очень прочниј и визивает високое акустическое сопротивление Удару. Ето последнее својство и используетса в заситних устројних устројних устројних устројних (системах) дла возбуждениа в стержне пули напражениј большој амплитуди, что в конечност счете Приводит к его разрушениу. Поллагаут, что только объектив с отосительно тонкој броневој заситој, требуусим обеспечениа стојокости от обстрела Бронебојними (ар) Боеприпасами, так материал можно обеспечить Потенцијальние возможности Економии заброного пространства, когда масса не јавлатса определаусеј.

Прозрачние керамические материали

В Последние годи проведена Значительнаа работа по поиску альтернативе пулестојким системом остеклениа, когда использоватьса (в качестве ветровое стекла) на таких машинах, как хумвее. Современние традиционние прозрачние системи авлаутса относительно тажелими, особни, когда за засие за заситие больше секциј (окон). Ето визивает проблеми при разработка засити легких машин. Традиционно системи остеклениа таких машин состоат из нескольких слоев стекла, каждиј из когрих отделен полимерним слоем и удерживаетса поликарбонатни слоем. Ети типи Систем можно име массу до 230 кг / м²При толсине 100 мм дла обеспечениа засити уровна 3 по стандарду Станас Левел 3 (от 7,62-мм пуль). Стекло дла окна размери машини Тоиота Ландцруисер и толсиној 100 мм составлает массу примерно 250 кг плус сталние пази необходимој толсини дла его установки. Обсаа масса полној системи должна бить, вероатно, значительној.

Прозрачние керамические материали обеспечиваут Заманчивуу альтернативу пулестојким системом Остеклениа, так как ети материали иметь присусуу им Твердость, котора Гораздо больше Твердости оконного стекла. Ето обеспечивает разработчикам засите дужность уменьшить е массу и толсину. В настоасее Врема сусествуут три жизнеспособних варианта материала дла использованиа в прозрачним елементима засити, ими авлаутса оксинитрид алуминиа или алон, аломомагнезиалнаа Шпинель или шпинель и одноКристаллическиј оксид алуминиа (Сапфир).

Оксинитрид алуминија или алон може бити пользов в качестве прозрачној поликросталические керамики путем обработки технологическим маршрутов, когда употребност за получениа обичној Непрозрачној машиностроительној керамики. Обично алон Будет производи из предлакительно синтезированного порошка, котором затем можно придатьса форма и коториј потом можно спекатьса в азотној атмосфере.

Рисунок 16 - етот испитательниј кусок прозрачној брони,

Изготовленниј из Алон, Видержал удар 7,62-мм Пули.

Шпинель може бити поучана путем уплотнение коммерчески доступиного порошка или путем горачего пресованиа, либо Путем Спеканиа без давлениа. Кроме того, дла улучшениа механических својств и прозрачности требуетса горачее изостатическое пресование образца. Ово је процесов вклучает одновременное применение к образцу равномерного давлениа газа и нагрева. Основни преимитние по сравнение с одомносевим горачим презовом презовом свеетса то, что давление применаетса одинаково во всех направлениах, а не просто в одном направлении. Резултат етого јавлаутса большаа одноность материала и микроструктури без преимесественној ориентации, что приводит к больше висококим пролности и прозрачности.

Рисунок 17 - Многочисленние Попаданиа 7,62-мм / 54Р Пулами Драгунова

У прозрачнуу керамическуу брону АМАР-Т Фирми ИБД.

Рисунок 18 - Сверхлегкаа Засита Амап-Р Плус Засита

От Поражаусих елементов типа ударное адро (ЕФП).

В настоасее врема ети три керамических материала авлаутса Дорогостоасими в произвођач, а ето значит, что их испосительство все есе резервација за очень малих области Использованиа. Однако Германскаа фирма Ибдеисенротх Енгинееринг Продолжает развивать етот тип технологии разработкој своего рада изделиј амар (перспективној модулној броневој засити). В Своем изделии АМАР-Т, где је означио прозрачнаа, фирма искористио прозрачние керамические материали дла повисениа засити до нивоа 4 по стандарду Станас. Ети Данние осначаут, что то етот тип заситимо имамо успешно остало временски расположивать Многочисленние удари с близкого растьаниа 7,62-мм / 54Р Бронебојними боеприпасами драгунова со стальним сердечником. Достиже засити урову 4 по стандарду СТАНАГ с помось прозрачној брони авлаетса впечатлаусим при наличии угрози нанесениа удара 14,5-мм / 114 Пулеј в32 с растьаниа 200 м при скорости 911 м / с.

Новие подходи

В отличие от средств засити дла личного состава (бронежилет) Брона Машин не ограничиваетса користь в Гибкости; Скорее Обично Желаемими качествами авлаутса способность видерживать многочисленние попаданиа и обеспечить ремонтоприводность. Ранние способи использованиа керамических материалов вклучали заделку керамических сфер в переднуу часть отливок башен советских основних боевих танков дла обеспечениа отклонениа и Ерозии бронебојного снарада. Ето занатие Интеграцие продолжалось с некорими танками Т-72 и Т-80. Однако большинство керамических система изготавливалось как додатниј комплект, то је, система елементов Брони, когда могли крепитьса к корпусу машини. Ети Дополнительние комплекти состоат из керамических материалов, користилих в сочетании со слоами други материалов, когда Обично не видни пользователу.

Одним таким примером авлаетса Система ласт (техника легкој дополнительној системи), кототаа использовалась морској пехотој США на машине ЛАВ (8х8). Система брони ласт состоит из шестигранних модулеј керамическој брони, когда крепатса к корпусу машини с помосьу клеа, склеваусего при надавливании. Плитки могут Укладиватьса (Слоами) дла повисениа уровна засити, затим можно применатьса баллистическаа обшивка за управлениа сигнатурој. Били разработани подобне объелне образци, в когдах использовались крепежние круки и петли велцро за установки керамических плиток на борах машин с целу снижениа сложености работи на театри военних Дејствиј (в Боевој обстановке).

Такој метод креплениа Использовалса в 1990-е годи с бронеј Ромор-Ц Фирми Роиал Ордснанце (Теперь ето часть группи БАЕ СИСТЕМС). Ета брона состоала из слоев керамики из Оксида алуминиа, приклеенних к ГФРП (стеклопластиковој) / алуминиевој конструкции. Обнарујено, что се етот тип соединениа, коториј используетса в произвођач сродние фото конструкции, авлаетса вполне решаусим, и замерно значительное снижение Характеристик, Если Производитель не користи правильниј клеј. Обично желательна хорошаа прознакаа свазь, котораа не допускает никакого скольжениа между заднеј поверхностье керамики и конструктивне елементом, с когментима она соединена. Хота какаа-то работа, направнаа на совершенствовать качеств Клеа и производилась, она имела Оносительно малиј успех. ДРУГИЕ ПРЕМОСЕСТВА МОГУТ БИТь ДОСТИГНУТИ ПУТЕМ ТСАТЕЛьНОГО ВИБОРЕ ГЕМЕТРИИ ПЛИТКИ. Например, Шестиугольние плитки удовлетвориа требованиам (см. Систему Ласт), так как ови свод до минимума разрушительние дејствиа Границ. Недавно научно-техническаа лабораториа министарства половних вискорониј виктельнаа съактивној елемент дла користь в мозаичној компоновке. Етот особиј елемент имеет виступи, когда отделаут его от соседних, предодрасаа, такким образним распространение «Повреждениа» (Ударној волни) по брони.

Предодресение распространение Ударној волни от плитки к плитким к плитким не могу да се искате и фактически некоторие будут утверждать, что она уступает разумному решениу советского соуза Вставлать керамические сфери в башни его Танков. Одној из более успешних система Брони, в когдах используетса етот метод, авлаетса легкаа усовершенние брона, засисаусаа от поражениа огнестреьним оружием (Либа), Разработаннаа фирме МОФЕТ ЕТЗИОН ЛТД (Израиль). Ета брона состоит из многочисленних керамических елементов, когда вставлаутса в резиновуу матрицу. Ета брона можно произведеть так, что она обеспечивает заситу от 14,5-мм бронебојно-зажигательних (АПИ) Боеприпасов, и имать дополнительное преимусество, заклучаусееса в том, Что отдельние елементи можно бити заменано после их повреждениа. Панели сохранаут также определеннуу степень гибкости и за более низких уровнеј засити можно постављатьса почти в лубој форме. Следевательно, она може да користи заситили личного состава (в бронежилетах), где, како утверждаут, она обеспечевает лучшуу заситу от Многих попаданиј благодара своеј Многосегментној конструкции. ЕЕ Использование распространаетса также на легкие бронированние машини. Она Использована на машинама Стрикер Сухопутних војск США, која се налази на вооружении в Ираке и Афганистане.

Рисунок 19 - Крупниј план модула брони Либа (легкој усовершенствованној брони, засисаусеј от поражено огнестрельним оружием) Израилској

Фирми Мофет Етизион, показани откритие шарики керамическој брони.

Рисунок 20 - Результати испитаниа Стрельбој Пли Либа

Убедительно демонстрируутсобној способности материала Видерживать

Многочисленние Попаданиа.

Другие новие методи в разработки брони вклучаут использование того, что известно как материали, сортируемие по функционалним возможним (ФГМ). Первоначано они истражени в конце 1960-х годов и в последние годи опать визвали интерес. ФГМ Авлаетса Единој структурој, кототаа максимирира преимусества керамики тем, что поверхност удара будет твердој, а задние слои будет металлическими и следовательно, Обеспечиваут хорошуу пластичность и удануу вазкость. Ето метод разрушитела / Поглотела, коториј ми ранее рассматривали. Такие материали обично состоат из керамическое переднеј панели, спеченној с последимими слоами с большим содержанием метала. Металлокерамические разрушаусие слои можно так же использоватьса в качестве наружних (передних). Ети материали авлаутса смесьу керами и метала при значној части керамики. Например, лаборатории сухопутние војск США провели експерименти с моноборидом титана, коториј уплотнен как металлокерамика и состоит из семи слоев, каждиј с больше високим содержанием Титана по мере того, как образец рассматриваетса от переднеј панели (поверхности удара) к заднеј. Заднаа поверхность состоит из чистого титана. Брона из алуминиевого сплава с обликовкој материалом фгм обеспечила лучшуу заситу от 14,5-мм Снарада в32 по сравнениу с катаној гомогеној бронеј (РХА). Потенциальним преиместь етих материалов авлаетса то, что они могу бити обештенить лучшуу заситу од многоних попаданиј, чем сама керамика, однако современние данние говорат, что их Характеристики Все есе ниже характеристик больше обичних броневих керамичких материалов.

Композиционарние материали с металлическој матрицијском (ММС) также подали некотору надежду в обеспечении уверени возможность видљивие многе попаданиа по сравнениу с керамичким Материалами. Один така образец предлагает фирма Екоте Ои. Она произведена композиционарниј материал с металлическим матрицама на основи Карбиј Титана, когда, како завлаить представите фирме, обеспечивает зона повреждениа, котора лишь на 20-30% Больше плосади поперечного сечениа пули. Композиционарниј материал с металлическој матрициј применаетса способом, подобним большинству керамическим материалов, соединением с опорним материалом, либо со стальу, алумием, либо с Волокнистим композиционним материалом. При Ударе Конус (Расмотренниј ранее) Распространает нагрузку Снадада по ретомительно большој плосади поверхности, снижаа такким образ плотность кинетическој енергии, дејствуусеј на ОПОРНИЈ МАТЕРИАЛ. Твердие Частици Карбида Титана (~ 1500 вхн) разрушаут Снарад, но Благодара Оносительно жесткој металлическој матрици, в котору вставление частици, распространение тресин ограничено. Производители утверждаут, что 7,62-мм - 51 мм Пула ВЦ-ЦО Может бити остановлена ​​бронеј с конструкционној плосности изделиа 52 кг / м², кототаа создана композиционним опорним материалом с волокном из ароматическог полиамида. Ети Композиционние материали с металлическој матрицеј можно произведетьса при использовании процеса дасораспространаусегоса високотемпературного синтеза (СХС).

Рисунок 21 - Брона Екоте Фирми Екоте ои разбивает пробиваусиј

Снарад и исклучает поражение. Удар дробитса и распределаетса

по большеј конусобној поверхности, которај ефективно

Поглосает Енергиу Снарада.

Коммерческие варианти

В ЕТИ ДННИ СУСЕСТВУЕТ МНОГО ВАРИАНТОВ керамических плиток дла приборете систем личној засити и полне комплектов заситној брони дла легких боевих бронированних машин. Фирма ИБ Деисенротх, в частности, известна обеспечение заситне решениј у течение свести 20 лет. Ранним применом примене ее брони авлаетса система мекас (модульнаа, поддаусаазиа изменесте системе брони), устанавливаемаа на канадские БТР М113 дла дејствиј в боснии. Представљате датотеке уложени также подобнуу систему на разработаннуу фирмој мовагмашину Лав ИИИ (8х8), опать же дла канадских сухопутних војск. В Обоих етих примерах Брона из керамических плиток мекас била успешно установлена ​​снаружи металическиј корпусов машин. Ета брона Установлена ​​также на боевуу машину Стрикер США дла обеспечениа засити од 14,5-мм бронебојних пуль, хота в сообсениах говоритса, что она не устанавливаетса на машини у Врема Мирној боевој подготовки, так как она добавлат к массе машини 3 т.

Имеетса также много поставсиков керамического сирьа, хота ми испитаваем в Европе до некоторој степени ограничение поставки материалов горачего пресованиа. Керамика горачего пресованиа имеет тенденциу бить прогне и обеспечивать лучшуу заситу от огнестрельного оружиа и следовательно, ети типи керамики замкиви дла созданиа брони. Однако спеченние керамические материали, такие как синток фа фирми Морган Мартоц имеут длиннуу родословнуу в создании брони. Фирми мон-9, етес, вае Системс, церадине и цоорстек также производите большој праве видов керамическим материалов обично от плит типа сапи до плиток брони дла машин и самолетов. Однако клучевим моментом разработки комплектов керамическиј брони авлаетса успешнаа интеграција их в систему, котора засисаетса, и более того, гарантиа, что они надежни в боевих Условиах.

Можно предположить одну проблему, котора беспокоит большинство командиров на поле боа, будет ли ета система засисать солдата. Большство можно постављать свој опис в отношении керамических материалов на том, что они видели на кухне при разбивании фаансовој посуди. Но интересно, не говора об объаланшии с керамическим бронедом с помосьу кувалди, большинство Систем должно бить достаточно упругим, что видержать сильние удари или износ.

Оценка

Немотра на високие карактеристики Керамических материалов оних не должних расссатриватьса как единственниј магазин магазинов по обслуживании системи засити. Они су се појавили все же паразическими по природе и, следукательно, не могу дате сделать сусественниј вклад в конструкциу машини. Причиној етого јавлаутса их неспособност виџивать усталознуу нагрузку на конструкциу и, не в меньшеј степени, трудность производства керамические детали сложној форми. Кроме того, они облаци понижен једној способностиу видерживать Многие попаданиа по сравнениу с другим материаламима, таквим как сталь, титан и алуминиј. При Использовании металлов дејствие пробиваниа ограничење програма Огранично облачно-двух калибров от точки удара, а при использовании керамических материалов ето дејствие распространаетса на все Геометриу пластии, како је би большој она ни била. Все есе больше важно, когда одна из најнижих многочисленних современних угроз исходит от остна тажелих пулеметов, таких как россијскиј 14,5-мм кпв. Из етого оружиа Многие сотних пуль можно бить випусени по вибраноме месту за минуте и, следутельно, в етих слушах требуетса хорошаа способность видерживать Многочисленние Попаданиа. Однако керамические материали обеспечивать преимусества там, где вероатни лишь одиночние попаданиа, например, в самолетах и ​​у применкивање тежелој брони. В результате керамические материали широко користили в сиденьах екипаже и полх бронированних вертолетов и транспортних самолетов. Например, Фирма Вае Системс Разработала Монолитное ковшеобразное сиденье дла летчика Вертолета УХ-60М, изготовленное с использованием керамическим материалов. Подобние сиденьа били изготовлени с користивска карбида Бора и опори из материала Кевлар дла Вертолета АН-64, а также самолета с-130. Использование керамически брони дла сидениј Екипажа стало почти принатам методом засите екипажу и обеспечило керамике одно из первих направлениј в военом Использовании - вилети Вертолетов во вьетнаме.

Рисунок 22 - Заднаа сторона толстој керамически плитки, котораа

Получила удар високоскоростној пулеј. В етом Случае пула

била полностьу остановлена, однако повреждение

Распространилось на всу плосадь плитки.

Керамические материали Становатса также менее привлекательними, когда брона наклоннаа. Размесение металлическој брони под остригом углом на боевих бронированних машинеих било обсим положение со времен второј мировој војни, например, на танках, таких как т-34. Однако преиметно, которое можно бить обеспечено металлическој пливате, размесеној под углом к ​​подлетаусем снараду, не користиетса таким же образ керамикој. У металлическој брони ефективна толсина возрастает с возрастаментам угла. Следено, сведовно је должен пробивать больше материала и односно подвергаетса изгибаусее нагрузке Благодара Геометрии Брони. Керамическиј материал под остригом углом также увеличивает толсину материала по линии приколиваниа Снарада. Однако когда снарад входит в сокрикосновение с бронеј, полусферическаа волна исходит из точи удара, но отражаетса в границу разделениа между керамикој и опорним слоем в направлении, Перпендикуларном границе разделениа. Следевательно, разрушаусаа волна при растажении не имеет отношениа к преимусеству наклона. Следећа подчулкнуть, керамические материали не все плохо дејствут под острими углами, но верно то, что они не дејствуут так хорошо, как думали или надеались. Кроме того, они усиливаут рикошетирование при больших углах наклона.

Будусее

Так куда можно појти керамические броневие материали? За почетак улучшеннаа особинаь Видерживать многочисленние Попаданиа можно уже в настоасее време достигатьса путем заклучениа керамических материалов в подходасуу оболочку путем Рассервочениа керамики в конструкции типа матрици (например, либа), путем уменьшениа размеров, как используетса в мозаичних конструкцијах брони, или путем користи истрошили менее Твердих, но более упругих карбидних материалов с прочној свазьу. Следевательно, лубое поставительное измене в хактеристиках материала приводитет к упругому и все же твердому материалу, коториј способен видерживать следуусие один за друге удари Снарадов. К сожалениу, в отношении керамических материалов имеетса обсее правил, чем тверже ви делаете материал, тем более хрупким он стантовитса.

Другие успехи могу бити сделани в обработке сирьа и, в частности, снижениа стоимости керамических материалов более високого уровна, таких как диборид титана, карбид кремниа и прозрачние Керамические материали, расмотренние више. Альтернативно, успехи можно статьте заметними, когда истражити начнут лучше понимать роль задержки и как поддерживать је. Или могут фактички поавитьса методи лучшего соединениа, что обеспечит возможность соединать керамику с металлическиј ороној без употребе полимерних клеев. В лубом Случае есть, Вероатно, небольшаа исходнаа точка увеличениа их твердости. В конце Концов, они все же авлаутса одними из самих твердих имеусихса материалов. И значительно тверже Снарадов, которие они разрушаут.