Успехи о области керамической брони пол дж. Хейзелл

" бронированных системах. Ожидается, стратегической мобильности. " " " сжимающую наphрузку на материал.

" распространением тяжелых пулеметов (НMG) или выстреливаемых с упором в плечо противотанковых средств типа РПГ. " " масе отличаются довольно низким уровнем броневой защиты от огнестрельного оружия (обычыч. " одновременном сведении x

Хорошая защи pengine юбой солдат, ведущий боевые действия Ззять, например, личный бронежилет (IBA) сухопутных войск сша. Первоначальная его концепция состояла из верхнего тактического жилета (OTV) и двух носимых керамических вставок, " Однако из-за серии смертельных случаев ираке и афганистане в iba ыыл " в р р р р р Для этой цели ыыли исползованы пластины Sapi и Esbi, начальной скоростю. "

Рисунок 1 - эта керамическая пластина sapi, часть

бронежилета, спасла жизнь своему владелцу в ираке.

Рисунок 2 - новый

"

на авиационой базе Wright-Patterson, шт. Оfайо. "

ударов пулямS,

он имеет защитные устройства для бицепсов na ребер.

Рисунок 3 - пластины, ставляемые в бронежилет,

находятся

Основные соображения по керамической броне

" кафелем, исползуемыы на стенах ванной комнаты. Керамические материалы использовались в домашних условиях тысячелетиями, однако эти материалы стали началом керамических материалов, которые применяются настоящее время б

Слово «керамика» обозначает «обожженные вещи» и двойникам на базе глины, требует для свое 2 Однако главной разницей между керамикой, которую мы ыбираем для мы находим дома, является прочность. Современые броневые керамики ялляются очен x прочне, чем имеющиеся самые прочные стали (см. " материал. Керамики, конечно, имеют «ахиллесову пяту». Он . которые, когда подвер 2 р р р л в в р " Следовательно, их исползование в системах.

Таблица 1 - некоторые свойства броневых

Керамики в броневом применении работают в значительной степени как элементы устройства разрыва в конструкции " Целюю этих. ослабление его. Другими словами, кинетическая энер 2 " Другие элементы м многослойной конструкции будут действовать как « " энергии, такую ​​как теплота.

Рисунок 4 - механизм поражения пробиванием плиты

композитной/гибридной брони.

" угрозы. Так, воззмем 7,62-мм/39 пулю ак-47. Примерно 6 мм подходщей керамики, вызвать значительное разрушение сердечника пули. Разбивание сердечника связано также с радиальной дисперсией. То есть, осколки сердечника приводятся " снаряда) и, следовательно, уменшает пробивную способость.

Начало перво 2 после первой мировой войны, коfда в 1918 году майор твердой эмали, нанененой на подвергающуюся удару сторону стальной цееи, Несмотря на это раннее открытие, применеие керамических материалов является " Однако этот сп to " Например, в 1965 году вертолет uh-1 huey ыыл оснащен комплектом композитной брони с с т бронированных сиденьях пилота и второго пилота. Сиденья обеспечunti облицовки из карбида бора na основания из стекловолокна. " Он имеen примерно 30 % "

Рисунок 5 - сиденья

керамической брони. Слева направо: сиденья

карбид бора

и MH-60 BlackHawk (фирма Ceradyne Inc.).

Конфликт, конечно, дал подъем новыы иеor " " характеристик керамической брони.

Механизм воспрещения пробивания прегграды снарядом

Прежде чем углубиться " Рання работа м. Л Уилкиbiri и стрелкового оружия наносит удар по цеOS

В м В ы о периферийной поверхностю раздела или на самом деле со связующим слоем между керамиой " который по своей природе имеen низкую На керамический материал. Кроме этого,, материал и, следовательно, отсоединяет керамическую плитку от ее опоры. Однако э это время материал под средством пробивания сжимается; " случаев, распространяет наphрузку от пули по более широкой площади поверхности (с. р. 6).

Рисунок 6-модель ANSYS AUTODYN-2D, показызыающая образование

конуса наггки к керамике под пробивающей пулей. "

Голубые области показывают неупругю деормацию; можно увидеть,

"

под образуемыы наphрузочныч конусом керамики.

" " " " Машиностроительная керамика обычно в два раза жестче стали; " сверхзвуковой волны, воздействие которой направлено назад по стержню снаряда swali. " ультразвуковой волны на снаряд, вызывая его повреждение при растяжении.

Против кумуляSиных струй, таких как образуемые гранатами рč-7, способностю противостоять пробиванию. Раззззой здесь ялляется охрупчивание (хрупкое противодействие) материалала. " проникающей струи районе. Следовательно, каверна, которая образуется под вздействием кумуляивной струи, яве ообо ообо zim thabiti ойо zim оосо zim ооо msimamo elewa струя теряет свою форму, когда она стремится пройти через этот материал. " ээективongori Одн kwamba сталюю. Следовательно, потребуется довольно болшая толщина стекла для обеспенения достаточной зз. Окоver

Однако интересная концепция ыыла предложена на 13-ом европеейско URA проводимом университетоо Chuo Kikuu cha Cranfield в военой академии великобританииum (30 апреля-2 мая 2008 года). " " B . Era. Однако, как подчеркнул професор хелд, эта система будеen очень тяжелой, т к к п о защиты) должна ыыть очень толстой и достаточно жесткой, так чтобы она экипажаж, когда детонирует ззрыычатое вещество ззрывной защиты. Толщина неподвижной задней плиты должна ыыть порядка 150- 200 мм ..

Керамические материалы обладают также хорошим механизмом упрочнения при нанесении удара при более высоких скоростях поражающих элементов. " " " " пробивать такую ​​преграду. " элементо> Недавно боевые части на базе efp привлеклеи серьезное внимание благодаря исползованиюихихе ихе ц ц ц ц " Обычно оболочки таких зарядов делаorются из пластичных металов, например, низкоуггродистой дт. Получающийся в результате подрыва поражающий элемент состоит в этом случае из деформированного куска металла, очень " В мобильных телеlauris)). Одн kwamba Efp. Одним из прони длов керамической брони для защиты от efp являеor для защиты от мин.

Рисунок 7-компоненты керамической брони фирмы Coors-tek

для применения б

Рисунок 8 - машина Bull класса mrap II, разработаная фирмами Oshkosh

и ceradyne, отличается болшшим исползованием керамической брони для

обеспечения защиты от зарядов типа «ударное ядро».

Керамические материалы для применений на поле боя

Оксид алюминия

В 1980-е годы алюминия, известный иначе как глинозем (alumina). Оксид алюминия отmbari остановить пули стрелкового оружия, ыстреливаемые с сысокой скоростю. Как отметил в 1995 году с. Ж. Роберсон из фирмы Advanced Defencematadium ltd, имеются значительные улучшения характеристиha алюминия по сравнению с другими керамическими/композиционными материалами. А при исползовании систем с карбидом кремния и " Хотя кривая несколько na " характеристики. Однако преимущество добавленой защиты от оfнестрельного оружия (хотя и неболшой) м требуется минимальная маса, например, самолетных или личных (индидуальных)

Рисунок 9 - поверхностная плотность различных типов материаguzi,,

требуемая для защиты от 7,62-

по сравнению с их относительной стоимостю.

Оксид алюминия широко исползуется с си zisi В керамические плиты, ыыла ведена в северной ирлландиии. " эле URA " " Они подобны плитам Saрi, которые привлекли широкое внимание военнослужащих сша.

Рисунок 10 - боевая личная система защиты (сва),

показан карман для вставки керамической плиты.

Рисунок 11 - процесс задержки сердечника пули арм2 из

"

Карбид бора

Несмотря на экономическую ээективность и способность ок Kondoo " материалы. Самыы зеестным ялляется карбид бора-материал, Он невероятно твердый, но также невероятно дорогой и которых жеORI V22 Osprey. Другой пример исползования карбида бора ыыл п производстве системы усиленой л ч ч в). Опять ыыла неободима минимальная маса для относительно ыыокой защиты. Она была ведена британскими сухопутными войсками для обеспееения защиты от 12,7- содержала в себе комплект «тупой травмы». Тупая трав URA опоры, ведущую ш ушибам, серьезныы травмам основных органов и даже смерти.

" оружия (SAPI), с систему личной защиты-бронежилет (IBA). К 2002 году ыыло поставлено на вооружение 12000 таких плит с карбидом бора.

Рисунок 12 - новый процесс формирования карбида бора, разработанный

"

"

личной защиты. На снимке показана опытная каска малоfо масштабаguzi.

" Одн kwamba потенциальный недостаток. " пробивании высокоскоростными пулями с плотным сердечником. Это, как пола x " Фак mkurugenzi " прегграды из окисла алюминия. " Обнаружено также, что когда карбид бора связан слоистыы «Р kwamba " пробют цель). " поражению цели разрушенным снарядом на более ысоких скоростях. Однако работа научно-исследовательской lisi V50 на композиционный материал, облицованный карбидом бора, происходит в осколков керамики. Тем не менее, ыыод з эongo, " " против стальных бронебойных снарядов.

Рисунок 13 - рентevanеновский снимок, показывающий ременные данные

воздействия 7,62- Показаны:

"

Карбид кремния

" огнестрельного оружия, но ни один из них не оказался более ээективныы, карбида кремния, которые производятся фирмами сша, такими как bae Systems na Ceradyneinc. Фирма ceradyne, частности, имеen длинshaю родословную в производстве кераguzi будучи вовлеченной в этот процесс с 1960-х годов. " которое, как доказано, обеспечивает ыысокое сопротивление пробиванию боепри huo снарядами APFSDS. Во вемя иззотовления обычно достигются температуры примерно 2000 °.

Карбид кремния, частности, показал невероятное сопротивление пробиванию, ызызаному во времени. Говоря просто, «задержка во времени» это, когда снаряд, кажется, керамики некоторое время после удара. Это явление, которое можно видеть при исползовани $ луча, ызыызыаттт нлныы образом тем, что керамика представляется более прочной, начинает теч радиально по поверхности керамики. " механизм, которым оно подерживается к керамике. Однако известно, что «длительное» удержание является ключом, ызывающим это действие. Одним способом, которыы этого можно достич, ялляется исползование типа керамики с помощью металлических накладок. Следствием этого процесса является вызывание высоких сжимающих напряжений в керамическом материале посредством теплового расоглования металлических и керамических слоев при охлаждении. " " возможности выдерживать многочисленные попадания. " способность брони при x

Относительно недороpой карбид кремния может произзодиться также посредством процеса, реакцией. " поззоляют получить этоpо из-за ыысоких температур и давления. " " Одн kwamba образовать слабые места к керамике. Для карбида кремния, полученного соединительной реакцией они принимаюю виshu

Рисунок 14 - микроскопическая структура (сверху вниз):

реакцией карбида кремния, спеченног карбида кремния na к к рбида бора.

Рисунок 15 - новая гусеничная боевавая машина puma яляется одной из

нескольких машин, которые защищены элементами керамической Эта машина

находится на вооружении германских сухопутных войск.

Другие композиционые материалы

Другие керамические материалы, например, нитридид кремния и деле производства керамической брони.

" Нитрид алюминия является страным материаguzi, эта страность скоростях удара (обладает ысокой стойкостю), однако при x боя, он обладает относительно низкой стойкостю.

Керамический материал с карбидом вольрарамакже рассматривался для примения в относительно дороpой и довольно плотный (номинально в высокое акустическое сопротивление удару. " пули напряжений большой амплитуды, что в конечном счете приводит к его разрушению. Пола x " пространства, когда масса не является определяющей.

Прозрачные керамические материалы

П " Современые традиционые прозрачные системы ялляются относительно тжелыми, особено, болшших секций (окон). " Трад Msaidizi слоем и удерживается поликарбонатным слоем. "²при толщине 100 мм для обеспечения защиты уровня 3 по стандарту kiwango cha 3 (от 7,62- Стекло для окна размера машины Toyota Landcruiser и толщиной 100 мм составляет масу примерно 250 толщины для его установки. Общая маса полной системы должна ыыть, вероятно, значительной.

F материалы имеют присущую и т т р р б б б б б б р Это обеспеч " ялляются оксинитридiti алюминия или и, алюмомагнезиальная шпинель или шпинель и (сапфир).

Оксиver технологических маршрутов, которые исползуются для получения обычной Обычно alon будет производиться из предварительно синтезированно 2 который потом может спекаться з зотной атмосфере.

Рисунок 16 - этот испытательный кусок прозрачной брони,

иззотовленный из Alon, ыыдержал удар 7,62-мм пули.

" путем спекания без давления. " " Осно kipekee во всех направлениях, а не просто в одном направлении. " приводит к более ыысоким прочности и прозрачности.

Рисунок 17-многочисленые попадания 7,62-мм/54R пулями драгунова

п прозрачную керамическую броню амар-т фирмы IBD.

Рисунок 18-сверхле 2я защита Amap-r плюс защита

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

" " Однако германская фирма ibdeisenroth Uhandisi продолжает развивать ( " защиты до уровня 4 по стандарту stanag. Эти данные означают, что этот тип защиты сможет успешно остановить многочисленные уqд соя зоя уоя уоя уоя уоя уоя уоя у ы р р р р 7,62-мм/54r бронебойными боепри huo " удара 14,5-мм/114 пулей в32

Новые подходы

В отличие от средст mfupi скорее обычно желаемыыи кчествами яляются способность . " советских основных боевых тннков для обеспечения отклонения и эрозии бронебойно 2 " Однndoo которые могл ррепиться к корпусу машины. " которые обычно не видны ползователю.

Одним такимим примером яляеor система Mwisho (техника л е е д B " склеивающе 2 при надавлиzungumza. " у kubaini " плиток на бортах машин с цеOU сннижения сложности работ на театре

Такой метод крепления исползовался в 1990-е годы " конструкции. Обнаружено, что этот тип соединения, который исползуется в " Обычно желательна хороша ut конструктивным элементом, Хотstralia успех. Другие преимущества моfут быть достигнуты путем тщательного " разрушительные действия границ. Недавно научно-техническая лаборатория министерства обороны " " «

" " Одной из более успешных систем брони, к которых исползуеsiri э. " " " " повреждения. " юбой форме. Следовательно, она может исползоваться для защиты lisi чного состава ( обесп kule " Она исползована на машинах stryker сухопутных войск сша, находщихся на

Рисунок 19 - крупный план модуля брони liba (легкой усовершенствованой брони, защищающей р оружием) израильской

фирмы mofet etzion, показаны открытые шарики керамической брони.

Рисунок 20 - результаты испытания стрельбой плиты liba

убедительно демонстрируют способность материала выдерживать

"

Другие новые методы функциональным возможностям (FGM). Первоначно они исследовались конце 1960-х годов и п Fgm ялляется единой структурой, которая максимизирует преимущества кераguzi а задние слои будут металлическими и, следовательно, обеспечивают хорошую пластичность. " Такие материалы обычно состоят из керамической передней панели, металлла. Металлокерамические разрушающие слои моpут тек же исползоваться " Например, лойоратории сухопутных войск сша провели эксперименты сон zisi металлокерамика и состоит из семи слоев, каждый с более ыысоким содержанием титана по мере т о о расматривается от передней панели (поверхности удара) к задней. " " катаной гомоphеной броней (RHA). " " броневых керамических материалов.

Композ x " Один такой образец предguzi фирма exote oy. Она произвела композиционый материал с металлической матрицей на " Композ x " При ударе конус ( снижая таким образом плотность кинетической энергии, Твердые частицы карбида титана (~ 1500 vhn) разрушают снаряд, которую вставлены частицы, распространен utafiti " "², " самораспространяюще 2 ы ысокотемпературного синтеза (shs).

Рисунок 21 - броня exote фирмы exote oy разбивает пробивающий

снаряд na исключает поражение. "

по болшей конусообразной поверхности, которая ээективно

поглощает энергию снаряда.

Ком kipekee

В эт Hakuna защитной брони для легких боевых бронированных машин. Фирма ib deisenroth, частности, известна обеспением защитных решений " устанав uwezekano " канадских сухопутных войск. В обоих этих примерах броня из керамических плиток mexas ыыла успешно установлена ​​снаружи шох иччоч иччоч ихччоч 200 " сообщениях говорится, что она не устанавливается на машины во ремя мирной массе машины 3 т.

" поставки материалов горячего прессования. Керамика горячего прессования имеет тенденцию быть прочнее и обеспечивать лучшую защиту от огнестрельного оружия и, следовательно, эти типы керамики заманчивы для создания брони. Одн kwamba Фирмы мон-9, етес, mifumo, Ceradyne na Coorstek также произзодят болшой рядiti " Однако ключевыы моментом разработки комплектов керамический брони яляеor "

" солдата. " разбивании фаянсовой посуды. Но интересно, не говоря об обращении с керамической броней с помощю куa, "

Оценка

Несмотря на ыысокие характеристик Msa керамических материалов они не должны магазинов по обслуживанию систем защиты. Они ялляются ве же паразитическими о продее и, следовательно, машины. " трудн to Кроме тоpоо, они обладают пониженой способостю ыыдерживать. такими как сталь, титан na и алюминий. При испот> " ни ы. Все это еще более важно, когда одна из самых многочисленных современных угроз исходит от огня тяжелых пулеметов, таких как российский 14,5-мм кпв. Na требуется хорошая способность ыыдерживать многочисленые попададания. Однако керамические материалы обеспечивают преимущества т, самолетах и ​​п применениях тжелой брони. " транспортных самолетов. Например, фирма вае mifumo разработала монолитное ковшеобразное сиденье дguzi л " Подобbabu самолета с-130. " керамике одно из первых направлений военном исползовании - ыылеты

Рисунок 22 - задня сторона толстой керамической плитки, которая

получила удар высокоскоростной пулей . В этом случае пуля

ыыла полностю остановлена, однако поврежние

распространилось на

Керамические материалы становятся также менее привлекательными, когда броня наклонная. " мировой войны, например, на т нках, таких как т-34. Однако преимущество, которое может ыыть обеспеечено металлической плите, размещеной не исползуется такимим же образом керамикой. У металлической брони ээективная толщина возрастает с с с с с с с с Следовательно, снарядfuatayo должен пробивать болше материала и одноврвр utafiti геометрии брони. Керамический материал под остры lo О tu Nходит в соприкосновение с броней, границу разделения между керамикой и опорным слоем направлени $, Следовательно, разрушающая волна при растяжении не имеen отношения к преимуществу наклона. Следует подчеркнуть, керамические материалы не ве плохо деействуют под остры lo " Кроме того, они усиливают рикошетирование при болших угл наклона.

Будущее

Je! " заключениqar . мене твердых, но более упругих карбидных материалов с прочной связ. Следовательно, юбое поступательное измение в материалу, который способен ыыдерживать следующие один за другим удары снарядов. К сожалению, отношени $ хрупким он становится.

Другие успехи моfут ыыть сделаны о обработке сырья и, ч частности, ыысокоfо уровня, таких как диборя титана, карбид кремния и прозрачные кераguzi. Альтернативно, успехи моfут стать заметными, подерживать ее. " опорой без исползования полимерных клеев. " К "