В настоящее время существует непрерывно возрастающая потребность в более легких и меньших по габаритам боевым боевынх боевыхнх Ожидается, что боевые bronirovannыe машины будут легче и меньше по габаритам благодаря повышенным требованием حکمت عملی Этому способствует современная броневая керамика, которая является очень прочным материалом, фактически она броневая керамика высокими характеристиками по сравнению с имеющимися самыми прочными сталями. Это полезное свойство может быть использовано для broni, в которой снаряд (пуля) или кумулятивная струя прилагаютивная струя прилагаютивная مٹیریل
Западные вооруженные силы увеличивают свое присутствие за границей, где основная угроза представлена значительный представлена тяжелых пулеметов (NMG) или выстреливаемых с упором в плечо противотанковых средств типа РПГ. Эту проблему часто усугубляют политические и (или) оперативные требования, выполнение которых требует главнымоглемоглемоглем боевых бронированных машин, в основном колесных, которые по своей конструкции и ограничениям по массе отличавномольский массе броневой защиты от огнестрельного оружия (обычно от 7,62-mm оружия)۔ В связи с таким положением возникает требование к производству broni، обеспечивающей лучшую защиту личменого совикает требование сведении до минимума ее полной массы.
Хорошая защита в сочетании с малой массой играет важную roll в собственной защите личного состава, об этом знает, ведущий боевые действия в Ираке или Афганистане. Взять، مثال کے طور پر، личный bronejilet (IBA) сухопутных войск США. Первоначальная его концепция состояла из верхнего тактического жилета (OTV) اور двух носимых керамических вставок, защищающих солдата от поражения стрелковым оружием (SAPI)۔ Однако из-за серии смертельных случаев в Ираке и Афганистане в IBA был внесен ряд дополнений. Самым значительным из них была боковая защита от огнестрельного оружия (ESBI)، осуществленная улучшенными, боковымика расширенная защита с дополнительными приспособлениями، закрывающими плечи. Для этой цели были использованы пластины SAPI اور ESBI، которые обеспечивают лучшую защиту от винтовочных пуль с. 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.
رائسونک 2 - نیا براونجیلیٹ، اس کے بارے میں سوچنا 4،
испытывается представителями научно-исследовательской labоратории ВВС
на авиационной базе Wright-Patterson, шт. اوگائیو Этот бронежилет включает новую форму керамических plastin, которые могут выдержать больше
ударов пулями, чем современные пластины, кроме того,
он имеет защитные устройства для бицепсов и ребер.
Рисунок 3 – plastinы, вставляемые в бронежилет,
находятся в массовом производстве фирмой Ceradyne.
Основные соображения по керамической brone
Большинство людей ассоциируют слово «керамика» с глиняной или фаянсовой посудой, которую они используют, домает. используемым на стенах ванной комнаты. Керамические материалы использовались в домашних условиях тысячелетиями, однако эти материалы стали началом, красоты которые применяются в настоящее время в боевых бронированных машинах.
Слово «керамика» обозначает «обожженные вещи» и фактически современная машиностроительная керамика, подобно свобайка глины، требует для своего производства значительного нагрева. Однако главной разницей между керамикой, которую мы выбираем для использования в качестве broni, и керамикой, которуамой, которую является прочность. Современные броневые керамики являются очень прочными материалами и фактически при сжатии они могут бычельный имеющиеся самые прочные стали (см. Табл. 1)۔ Это полезное свойство используется для broni, в которой снаряд или кумулятивная струя прилагают сжимающую нагрузают. Керамики, конечно, имеют «Ахиллесову пяту». Они слабы на растяжение и, следовательно, они способны выдерживать только очень маленькие количества деформации (удличества деформации), удличества показывает Таблица 1. Это объясняется наличием в структуре очень маленьких трещин, которые, когда подверганяется наличием 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 broni должно тщательно обдумываться.
ٹابلیزا 1 - نیکوٹرے سووائیسٹوا برونیوخ کیرامک по сравнению с катаной гомогенной broney (RHA)
| آر ایچ اے | اوکسیڈ الیومینیا (высокой чистоты) | کاربیڈ кремния | ڈیبورڈ ٹائٹنا | کاربیڈ بورا | |
| Объемная плотность (kg/m3) | 7850 | 3810-3920 | 3090-3230 | 4450-4520 | 2500-2520 |
| موڈول جونگا (گپاسکال) | 210 | 350-390 | 380-430 | 520-550 | 420-460 |
| Твердость (VHN*) | 300-550 | 1500-1900 | 1800-2800 | 2100-2600 | 2800-3400 |
| ضابطہ до разрушения (%) | 14-18 | < 1 | < 1 | < 1 | < 1 |
| *VHN = число твердости по Виккерсу | |||||
Керамики в броневом применении работают в значительной степени как элементы устройства разрыва в конструкции многослойной. Целью этих материалов в конструкции многослойной broni является разрыв на осколки подлетающего снаряда или бластрукции. Другими словами, кинетическая энергия снаряда рассеивается броневым материалом разбивая снаряд на осколки и пенетическая снаряда рассеивается получающихся в результате осколков в сторону от защищаемой конструкции. Другие элементы в многослойной конструкции будут действовать как «поглотители», то есть они поглощают поглощают кинетичают конструкции счет пластической деформации или расслаивания، таким образом превращая ее в более низкую форму энергии، такую как.
ریزونک 4 - میکانیزم کے بارے میں معلومات فراہم کرنا
композитной/гибридной broni.
Большинство систем брони оптимизировано для «разрыва» اور «поглощения» кинетической энергии подлетающего средства угрозыва. Так, возьмем 7,62-mm/39 пулю AK-47۔ Примерно 6 мм подходящей керамики, связанной с полиамидной тыловой стороной, такой как Kevlar, было бы достатобы достатобычьно, разрушение сердечника пули. Разбивание сердечника связано также с радиальной дисперсией. TO estь, осколки сердечника приводятся в движение перпендикулярно، когда снаряд пытается пробить систему. Это уменьшает плотность кинетической энергии снаряда следовательно، уменьшает пробивную способность.
Начало первого исследования в области типов broni، облицованной керамикой، может быть отнесено войны, когда в 1918 году майор Невилл Монроу хопкинз экспериментально наблюдал, что 0,0625 дюйма твердойнемайной подвергающуюся удару сторону стальной цели، увеличивало ее защитные возможности. Несмотря на это раннее открытие, применение керамических материалов является относительно недавним спосовбощамом свойств в таких странах, как Великобритания. Однако этот способ нашел широкое использование в Советском союзе и военнослужащими США во время вьетнамской во. Здесь использование керамических материалов вызвано попыткой уменьшить потери летчиков вертолетов. مثال کے طور پر، 1965 میں году вертолет UH-1 HUEY был оснащен комплектом композитной брони с твердым покрытием (HFC)، испрованым покрытием сиденьях пилота اور второго пилота. Сиденья обеспечивали защиту от 7,62-mm broneboйных (АР) боеприпасов снизу, с боков и сзади благодаря испечивали защиту karbida borra اور основания из стекловолокна. Карбид бора является одной из самых легких керамик، которые могут использоваться в brone (и по хорошей причине) ON имеет примерно 30% от массы стали того же объема и в то же время величину твердости, которая обычно в шобравема катаной гомогенной броневой стали (см. ٹابل۔ 1)۔
رائسونک 5 – سیڈینیا ویرٹولیٹو یاولیایوٹسیا ٹیپِیچنِم پریممینیا
کیرامیچیک برونی Слева направо: сиденья вертолетов TIGER (BAE Systems Advanced Ceramics Inc.)، AH-64 APACHE, в котором используется
карбид бора жесткого прессования (фирмы Simula Inc.)
اور MH-60 BLACKHAWK (فارم Ceradyne Inc.)
Конфликт, конечно, дал подъем новым идеям, а необходимость защитить экипажи вертолетов привела к обширнымоям. Именно эта работа, выполненная ученыmi США в 1960-е годы, создала базу для совершенствования в настоященствования کیرامیچیک برونی
Механизм воспрещения пробивания преграды снарядом
Прежде чем углубиться в изучение современных успехов в технологии керамической брони, полезно рассмотреть мечение которых система на базе керамики способна разрушать снаряды. راننیا رابوٹا ایم. ایل۔ Уилкинза и его colleg из лабораторий США создала основу для понимания того, что фактически происходит, когда происходит, когда наносит удар по цели с керамическим покрытием.
В момент удара ультразвуковые волны нагрузки распространяются в керамику и вдоль сердечника пули. Волны в обоих этих материалах разрушаются, для керамики это становится проблемой, когда волна сталкивается с певриной сталкивается раздела или на самом деле со связующим слоем между керамикой и ее защитным слоем. بولشائنسٹوو ٹائیپوو کیرامیچیک برونی میں настоящее время создается при использовании полимерного связующего связующего, матоящее время создается природе имеет низкую жесткость и плотность. На поверхности раздела керамики/связующего материала происходит сильное эластитичное отражение, которое разбивает керамики связующего. Кроме этого, происходит сильная сдвиговая волна, которая буквально «расстегивает как молнию» полимерный связуеющий малодит сильная сдвиговая волна отсоединяет керамическую плитку от ее опоры. Однако в это время материал под средством пробивания сжимается; конические трещины исходят от места удара и это они ведут к образованию конуса в материале, что в большинстеве, слусянстве слуся нагрузку от пули по более широкой площади поверхности (см. ris. 6)۔
رائسونوک 6 – ماڈل ANSYS آٹوڈین-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 свойство, называемое акустическим сопротивлением воздействие которой направлено назад по стержню снаряда. Это очень важно, так как керамика с высоким акустическим сопротивлением приводит к высокой интенсивности воздевойвойсти высоким на снаряд، вызывая его повреждение при растяжении.
Против кумулятивных струй, таких как образуемые гранатами РПГ-7, керамические материалы, кажется, обладают магость магость противостоять пробиванию. Разгадкой здесь является охрупчивание (хрупкое противодействие) материала. Когда кумулятивная струя проникает в керамику, она разбивается на очень мелкие осколки в ограниченном для матеройкарюная رایونے Следовательно, каверна, которая образуется под воздействием кумулятивной струи, является относительно бесформенорной форму, когда она стремится пройти через этот материал. Интересно, обнаружено, что обычное флоат-стекло (то есть стекло, которое находится в окнах жилых домов) также явых домов качестве броневого материала против кумулятивных струй. Однако следует подчеркнуть, что эти высокие показатели проявляются при соотношении массы на массу, если сравость высокие. Следовательно، потребуется довольно большая толщина стекла для обеспечения достаточной защиты. Оконное стекло толщиной 3 мм не устоит против струи гранаты РПГ-7!!
Однако интересная концепция была предложена на 13-ом европейском симпозиуме по боевым бронированным машинам (AFV)، университетом Cranfield University военной академии Великобритании (30 اپریل-2 مئی 2008)۔ Во время этого симпозиума профессор Манфред Хелд (изобретатель взрывной реактивной broni) взрывной реактивной брони (ERA), то есть, broni ERA, в которой в качестве материала противодействующей плиты использует. Если бы использовалась прозрачная взрывная жидкость вместо обычных составов РВХ, можно было бы производить поузводить ایرا Однако, как подчеркнул профессор Хелд, эта система будет очень тяжелой, так как задняя плита (основной броневойой) очень толстой и достаточно жесткой، так чтобы она не воздействовала на сидящего за ней члена экипажа، когда дещтовастевырувые когда взрывной защиты. Толщина неподвижной задней плиты должна быть порядка 150- 200 мм по сравнению с 10- 20 мм передней прощевижна быть проядка.
Керамические материалы обладают также хорошим механизмом упрочнения при нанесении удара при более высоких скоровжехалы. Это особенно полезное свойство при воздействии кумулятивной струи, так как прочность керамики, в этом случее, значивате случее свойство этих очень высоких темпах нагрузки. Это хорошее свойство для разработчика broni. По мере увеличения прочности возрастает сопротивление пробиванию и, следовательно, струе или снаряду все труднее пробиванию Именно этот механизм упрочнения делает эти материалы особенно ценныmi в остановке самоформирующихся поражавщеми «ударного ядра» (EFP)۔ Недавно боевые части на базе EFP привлекли серьезное внимание благодаря использованию их повстанцами в Ираке, имеченцами запасы противотанковых мин советской эпохи, в которых используются элементы EFP۔ Обычно оболочки таких зарядов делаются из пластичных металлов, например, низкоуглеродистой стали или меди. Получающийся в результате подрыва поражающий элемент состоит в этом случае из деформированного куска металла, овнофоке металла благодаря высокой скорости، однако эти элементы относительно мягкие. В более усовершенствованных элементах EFP используется tantal Однако твердость керамики делает ее заманчивой из-за способности вызывать значительное противодействие сильпуарум. Одним из примеров керамической broni для защиты от EFP является плита، устанавливаемая на некоторых машинах под даля защиты منٹ
رائسونوک 7 - کومپونینٹی کیرامیچیک برونی فارمی Coors-Tek
для применения в brone mashin.
رائسونوک 8 - ماشینا بل کلاسا ایم آر اے پی II، فارمامی اوشکوش
и Ceradyne، отличается большим использованием керамической брони для
обеспечения защиты от зарядов типа «ударное ядро».
Керамические материалы для применений на поле боя
اوکسیڈ الیومینیا
1980-е годы в большинстве систем защиты на основе керамики, которые использовались на поле боя, употреблялсяоя систем защиты известный иначе как глинозем (ایلومینا)۔ Оксид алюминия относительно недорогой в производстве и даже довольно тонкие элементы защиты на его бализе моговодстве оружия، выстреливаемые с высокой скоростью. 1995 میں سٹ میں آن لائن ج ایڈوانسڈ ڈیفنس میٹریلز ل. сравнению с другими керамическими/композиционными материалами. А при использовании систем с карбидом кремния и карбидом бора дополнительная баллистическая характеристика мала при забидом дополнительных затратах. Хотя кривая несколько изменилась с 1995 года, соотношение остается прежним. Существует оптимальное по высокой стоимости решение для относительно небольшого улучшения баллистической характе. Однако преимущество добавленной защиты от огнестрельного оружия (хотя и небольшой) может быть заманчивым, беслиманчивым масса، مثال کے طور پر، в самолетных или личных (индивидуальных) системах защиты.
Рисунок 9 - 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 керамивычесь система защиты Северной ائرلینڈی میں۔ Базовая мягкая система защиты, известная как боевая личная broня (СВА), является составной и состоит из основногоноговного состоит и полиамидного волокна, к которому могут добавляться 1-kg плиты из композиционного материала с полиамиднновационымов, керамикой для обеспечения защиты сердца и основных органов от высокоскоростных винтовочных пуль (см. ris. 10)۔ Они подобны плитам SARI، которые привлекли широкое внимание военнослужащих США.
Рисунок 10 - Боевая личная система защиты (СВА)،
показан karman для вставки керамической плиты.
رائسونک 11 - پروسیسز زاڈرزکی سرڈیچنیکا پولی آر ایم 2
закаленной стали плиткой оксида алюминия на стальном основании.
کاربید بورا
Несмотря на экономическую эффективность и способность оксида алюминия остановить большинство пуль стрелкового оружиность хорошей эффективности по массе, свой путь на рынок керамической broni нашли другие керамические материалы. Самым известным является карбид бора – материал, который впервые использован 1960-е годы میں۔ Он невероятно твердый, но также невероятно дорогой и поэтому он используется только в самых экстремальных условероятно условероятно компенсировать несколько грамм массы броневой структуры, например, как в сиденьях экипажа самолета V22 OSPREY. Другой пример использования карбида бора был в производстве системы усиленной личной защиты (ЕВА)۔ Опять была необходима минимальная масса для относительно высокой защиты. Она была введена британскими сухопутными войсками для обеспечения защиты от 12,7 мм пуль со стальным сервжердем себе комплект «тупой травмы». Тупая травма происходит, когда защита не пробивается, но передача импульса удара вызывает большую деформацовет, большую деформацов ведущую к ушибам، серьезным травмам основных органов и даже смерти.
کاربیڈ بورا فارمیوم BAE Systems Advanced Ceramics Inc. (SAPI)، в систему личной защиты-бронежилет (IBA)۔ 2002 году было поставлено на вооружение 12000 таких плит с карбидом бора.
12 Рисунок - Новый процесс формирования karbida borra, razrabotannыy
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.
کاربیڈ بورا является материалом высокими характеристиками. Однако кроме невероятной твердости, которой обладает этот материал, и его невероятно низкой плотности, он именет одиметности недостаток В последние годы есть некоторые основания предполагать, что он не будет действовать так хорошо, как ожидают, пивания высокоскоростными пулями с плотным сердечником. Это, как полагают, обусловлено физическими изменениями, которые происходят с материалом, когда он подвергаиатудаульскими вызываемому этими боеприпасами. فیکٹیچسکی при испытании с неопределенным алюминиевым материалом в качестве опоры есть основание предполагать, предполагать, снарядов на базе карбида вольфрама определенные марки карбида бора действуют также хорошо, как и преграды из оялюк. Это несмотря на большую твердость карбида бора. Обнаружено также, что когда карбид бора связан с слоистым пластиком, армированным волокном, происходит явление» происходит явление». Это происходит там, где обнаруживается двойная скорость V50 (скорость, при которой ожидается, что 50 % снарядов полютьется)۔ Раскрытия (действия) двойной скорости V50 разрушенным снарядом на более высоких скоростях. Однако работа научно-исследовательской лаборатории сухопутных войск США показала, что воздействие при большей скопистиных войск میٹریل، 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, чем, быть больше чтобы защищать от этих плотных сердечников снарядов с высокой скоростью. Имеется много данных, которые показывают, что карбид бора является хорошим керамическим материалом для использальная материалом бронебойных снарядов.
رائسونک 13 - رینٹگینووسکائی سنیموک، показывающий временные данные
воздействия 7,62-mm сердечника пули АРМ2 на карбид бора. Показаны:
задержка, проникновение за счет эрозии, осколки пули и поглощение.
کاربڈ کرمنیا
В последние годы другие керамические материалы также показали значительную перспективу в обеспечении защиного защительный перспективу оружия, но ни один из них не оказался более эффективным, чем подверженные горячему прессованию образался из них не کمپنی کی کمپنی BAE سسٹمز اور CeradyneInc. Фирма Ceradyne, в частности, имеет длинную родословную в производстве керамических плиток для применения с цщельчу , вовлеченной в этот процесс с 1960-х годов. Этот материал производится под объединенными нагревом и давлением, чтобы изготовить невероятно прочное издкаоденными обеспечивает высокое сопротивление пробиванию боеприпасами стрелкового оружия, а также снарядами APFSDS. Во время изготовления обычно достигаются температуры примерно 2000°С.
Карбид кремния, в частности, показал невероятное сопротивление пробиванию, вызванному явлением, известным как завестным как завестным. Говоря просто, «задержка во времени» это, когда снаряд, кажется, буквально сидит (отсюда «задержка») на поверхностика на поверхности после удара. Это явление, которое можно видеть при использовании технологий высокоскоростной фотографии и вспышке рентгеновского , рентгеновского , образом тем, что керамика представляется более прочной, чем снаряд, и, следовательно, снаряд начинает течь радипавляется представляется более прочной. Хотя это явление наблюдалось в начале 1990-х лабораториями сухопутных войск США которым оно поддерживается в керамике. Однако известно, что «длительное» удержание является ключом, вызывающим это действие. Одним способом, которым этого можно достичь, является использование типа горячего прессования для капсулирования для капсулирования میٹللیچسکیکھ ناکلیڈوک۔ Следствием этого процесса является вызывание высоких сжимающих напряжений в керамическом материалева metallliceskyh اور keramicheskih слоев при охлаждении. Эта предварительная нагрузка в конечном счете обеспечивает керамике преимущество. Второе преимущество обеспечивается окантовкой керамического материала металлическими накладками и увеличением возимического многочисленные попадания. Это ограничение действует для сохранения всех осколков в едином объеме и, следовательно, увеличивает эрозийную спобности дополнительных выстрелах.
Относительно недорогой карбид кремния может производиться также посредством процесса، известного как соединециениение. Этот процесс обеспечивает точный размер керамического изделия, тогда как другие традиционные методы обрабовяюки получить этого из-за высоких температур и давления. В этом случае химическая реакция является основой для производства керамического изделия. Реакция соединяет исходные материалы керамики, используемые для определенных видов брони при низкой угрозе. Однако часто в структуре керамики откладываются побочные продукты в форме «пудлинговых криц»، которые могут образовать керамики keramike Для карбида кремния, полученного соединительной реакцией они принимают вид кремния - относительно мягкого материала.
رائسونک 14 - مائیکروسکوپیچیک سٹروکٹرا (сверху вниз):
реакцией karbida cremonia، спеченного karbida cremonia اور karbida borra.
رائسونک 15 - نووا گوسنیچنا بوئیوا میشینا PUMA является одной iz
нескольких машин, которые защищены элементами керамической broni SICADUR (карбид кремния) фирмы CeramTec-ETEC۔ Эта машина
находится на вооружении германских сухопутных войск.
Другие композиционные materialы
Другие керамические материалы, например, нитрид кремния и нитрид алюминия показали относительно малую перспектельно малую перспектельно کیرامیچیک برونی
Имеются сообщения, что нитрид алюминия был принят на некоторых бронированных машинах, однако их немного. نتریڈ الیومینیا является странным материалом, эта странность заключается в том, что он работает лучше при увеляется странным материалом (обладает высокой стойкостью)، однако при баллистических скоростях, встречаемых на сегодняшнем поле боя, он обладаетойских скоростях стойкостью
Керамический материал с карбидом вольфрама также рассматривался для применения в средствах защиты и, хотя он огинов довольно плотный (номинально в шесть раз плотнее карбида кремния)، он очень прочный и вызывает высокое акустивчеруакоет высокое. Это последнее свойство является главным и используется в защитных устройствах (системах) для возбуждения возбуждения в большой амплитуды, что в конечном счете приводит к его разрушению. Полагают, что только объектам с относительно тонкой броневой защитой, требующим обеспечения стойкости от обстрела броным) боеприпасами, такой материал может обеспечить потенциальные возможности экономии заброневого пространства, когдавясеме пространства определяющей.
Прозрачные керамические میٹریل
В последние годы проведена значительная работа по поиску альтернативы пулестойким системам остекления, которые ипостельная проведена ветрового стекла) на таких машинах, как Humvee. Современные традиционные прозрачные системы являются относительно тяжелыми, особенно, когда они требуются для системы секций (оcon)۔ Это вызывает проблемы при разработке защиты легких машин. TRADICIONNO системы остекления таких машин состоят из нескольких слоев стекла, каждый из которых отделен полимерных отделен поликарбонатным слоем. Эти типы систем могут иметь массу до 230 kg/m2при толщине 100 mm для обеспечения защиты уровня 3 по стандарту STANAG لیول 3 (7,62-mm пуль от)۔ Стекло для окна размера машины Toyota LandCruiser и толщиной 100 mm составляет массу примерно 250 кг плюс стальные палюс. толщины для его установки. Общая масса полной системы должна быть, вероятно, значительной.
Прозрачные керамические материалы обеспечивают заманчивую альтернативу пулестойким системам остекления, так катыемалы присущую им твердость، которая гораздо больше твердости оконного стекла. Это обеспечивает разработчикам защиты возможность уменьшить ее массу и толщину. В настоящее время существуют три жизнеспособных варианта материала для использования в прозрачных элементах защиятых оксинитрид алюминия и ALON , ALLUMOMANGNEZIAльная шпинель и ли шпинель и однокристаллический оксид алюминия (сапфир)۔
Оксинитрид алюминия или ALON может быть получен в качестве прозрачной поликристаллической керамики путем обработки путем обработки маршрутов, которые используются для получения обычной непрозрачной машиностроительной керамики. Обычно ALON будет производиться из предварительно синтезированного порошка, которому затем может придаватьмося формотомайт. спекаться в азотной atmosferre.
Рисунок 16 - Этот испытательный кусок прозрачной broni،
изготовленный из ALON, выдержал удар 7,62-mm пули.
سپنیل MOJET быть поучена путем уплотнения коммерчески доступного порошка либо путем горячего прессования, давления Кроме того, для улучшения механических свойств и прозрачности требуется горячее изостатическое прессование образация. Этот процесс включает одновременное применение к образцу равномерного давления газа и нагрева. Основным преимуществом по сравнению с одноосевым горячим прессованием является то, что давление применяется водноосевым направлениях, а не просто в одном направлении. Результатом этого являются большая однородность материала и микроструктуры без преимущественной ориентации прочности и прозрачности.
Рисунок 17 – Многочисленные попадания 7,62-mm/54R пулями Dragunova
в прозрачную керамическую broню АМАР-Т фирмы IBD.
رائسونک 18 – Сверхлегкая защита AMAP-R plus защита
от поражающих элементов типа ударное ядро (EFP)
В настоящее время эти три керамических материала являются дорогостоящими в производстве, а это значит, что ищоваль исто значения резервируется для очень малых областей использования. Однако германская фирма IBDeisenroth انجینئرنگ продолжает развивать этот тип технологии разработкой своего ряда издели АМАвего модульной броневой защиты)۔ В своем изделии АМАР-Т, где Т означает прозрачная, фирма использует прозрачные керамические материалы для материалы 4 سٹانڈارٹی سٹیناگ پر یوروونیا۔ Эти данные означают, что этот тип защиты сможет успешно остановить многочисленные удары с близкого расстоя2/57- бронебойными боеприпасами draгунова со стальным сердечником. ڈوسٹیجینی защиты уровня 4 по стандарту STANAG с помощью прозрачной broni является впечатляющим впечатляющим впечатляющим 14,5-mm/114 пулей В32 с расстояния 200 м при скорости 911 м/с.
Новые подходы
В отличие от средств защиты для личного состава (бронежилет) броня машин не ограничивается потребностью в гибкости; скорее обычно желаемыми качествами являются способность выдерживать многочисленные попадания и обеспечить обеспечить ремонт. Ранние способы использования керамических материалов включали заделку керамических сфер в переднюю часть обаческий сфер основных боевых танков для обеспечения отклонения и эрозии бронебойного снаряда. Это занятие интеграцией продолжалось с некоторыми танками Т-72 اور ٹی-80۔ Однако большинство керамических систем изготавливалось как дополнительный комплект, то есть, система элементов брогимон, corpusу mashinы. Эти дополнительные комплекты состоят из керамических материалов, используемых в сочетании со слоями, другамических материалов обычно не видны пользователю.
Одним таким примером является система LAST (8х8)۔ Система broni LAST состоит из шестигранных модулей керамической broni، которые крепятся к корпусу машины с пощигранных машины с пощигранных надавливании. Плитки могут укладываться (слоями) для повышения уровня защиты، затем может применяться баллистическая обявлевкая сигнатурой. Были разработаны подобные образцы, в которых использовались крепежные крюки и петли Velcro для установки керамический керамический целью снижения сложности работ на театре военных действий (в боевой обстановке)
1990-е годы с броней ROMOR-C FIRMы رائل آرڈیننس میں TACOй metod крепления использовался (теперь это часть группы BAE Systems)۔ Эта броня состояла из слоев керамики из оксида алюминия, приклеенных к GFRP(стеклопластиковой)/алюминиевой констирук. Обнаружено, что этот тип соединения, который используется в производстве брони такой конструкции, является вполяется вполяется вполяется значительное снижение характеристик، если производитель не использует правильный клей. Обычно желательна хорошая прочная связь، которая не допускает никакого скольжения между задней поверхностью керамивинки элементом، с которым она соединена. Хотя какая-то работа، направленная на совершенствование качеств клея и производилась، она имела относительно малый успех. Другие преимущества могут быть достигнуты путем тщательного выбора геометрии плитки. مثال کے طور پر، шестиугольные плитки удовлетворяют требованиям (см. систему LAST)، так как они сводят до минимума разрневлетворяют требованиям. Недавно научно-техническая лаборатория министерства обороны Великобритании запатентовала шестиугольный элемент для исполовайной министерства компоновке. Этот особый элемент имеет выступы, которые отделяют его от соседних, предотвращая, таким образом «распространеврайножение» волны) по броне.
Предотвращение распространения ударной волны от плитки к плитке не является новой идеей и фактически некоторвые фактически она уступает разумному решению советского союза вставлять керамические сферы в башни его танков. Одной из более успешных систем broni, в которых используется этот metod, является легкая усовершенствованщная, брония поражения огнестрельным оружием (LIBA)، разработанная фирмой Mofet Etzion Ltd (ISRAIL). Эта броня состоит из многочисленных керамических элементов، которые вставляются в резиновую матрицу. Эта bronя может производиться так, что она обеспечивает защиту от 14,5-mm broneboyno-зажигательных (API) боспечивает дополнительное преимущество، заключающеся в том, что отдельные элементы могут быть заменены после их повяжре. PANELI сохраняют также определенную степень гибкости и для более низких уровней защиты могут составляться поставляться повел. Следовательно, она может использоваться для защиты личного состава (в бронежилетах), где, как утверждают, она чуваться состава защиту от многих попаданий благодаря своей многосегментной конструкции. Ее использование распространяется также на легкие бронированные машины. Она использована на машинах Stryker сухопутных войск США، находящихся на вооружении в Ираке и Афганистане.
19 Рисунок - Крупный plann modulya broni LIBA
фирмы Mofet Etzion، показаны открытые шарики керамической broni.
Рисунок 20 - 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 понкульный. возможностям (FGM)۔ Первоначально они исследовались в конце 1960-х годов и в последние годы опять вызвали интерес. FGM является единой структурой, которая максимизирует преимущества керамики тем, что поверхность удара будет, тверхность удара будет, которая максимизирует будут металлическими и, следовательно, обеспечивают хорошую пластичность и ударную вязкость. Это метод разрушителя/поглотителя, который мы ранее рассматривали. Такие материалы обычно состоят из керамической передней панели, спеченной с последующими слоями с больдующими слоями с больдующими слоями Металлокерамические разрушающие слои могут так же использоваться в качестве наружных (передних)۔ Эти материалы являются смесью керамики и металла при значительной части керамики. مثال کے طور پر، labоратории сухопутных войск США провели эксперименты с моноборидом титана, который уплотнен как мекоиметалый семи слоев, каждый с более высоким содержанием титана по мере того, как образец рассматривается от передней повается задней Задняя поверхность состоит из чистого титана. برونیا iz алюминиевого сплава с облицовкой материалом FGM обеспечила лучшую защиту от 14,5-mm снаряда В32 снаряда В32 гомогенной broneй (RHA) Потенциальным преимуществом этих материалов является то, что они могут обеспечивать лучшую защиту от многайтся keramika، однако современные данные говорят، что их характеристики все еще ниже характеристик более обыченых более обычных более ماٹیریالوف
Композиционные материалы с металлической матрицей (ММС) также подали некоторую надежду в обеспечении увеличении увелической матрицей выдерживать многие попадания по сравнению с керамическими материалами. Один такой образец предлагает фирма Exote Oy. Она произвела композиционный материал с металлической матрицей на основе карбида титана, который, как заявляют, как заявляют, как заявляют. обеспечивает зону повреждения, которая лишь на 20-30 % больше площади поперечного сечения пули. Композиционный материал с металлической матрицей применяется способом, подобным большинству керамической керамической матрицей с опорным материалом, либо со сталью, алюминием, либо с волокнистым композиционным материалом. При ударе конус (рассмотренный ранее) распространяет нагрузку снаряда по относительно большой площади поверхности площади поверхности, плотность кинетической энергии، действующей на опорный материал. Твердые частицы карбида титана (~ 1500 VHN) разрушают снаряд, но благодаря относительно жесткой металлической металлической маватулеческой частицы, распространение трещин ограничено. Производители утверждают, что 7,62-mm – 51 mm пуля WC-Co может быть остановлена броней с конструкционной плодить/мм2, которая создана композиционным опорным материалом с волокном из ароматического полиамида. Эти композиционные материалы с металлической матрицей могут производиться при использовании процесса саморащеской высокотемпературного синтеза (SHS)
Рисунок 21 - برونیا Exote فارمی Exote Oy разбивает пробивающий
снаряд اور исключает поражение. Удар дробится и распределяется
по большей конусообразной поверхности, которая эффективно
поглощает энергию снаряда.
Коммерческие варианты
В эти дни существует много вариантов керамических плиток для приобретения систем личной защиты и полных комплектов полных комплектов боевых bronirovannыh mashin. Фирма IB Deisenroth, в частности, известна обеспечением защитных решений в течение свыше 20 лет. Ранним примером применения ее broni является система MEXAS (modulnaя, поддающаяся изменению система брони), устанавятся система MEXAS М113 для действий в Боснии. Представители фирмы установили также подобную систему на разработанную фирмой Mowagмашину LAV III (8х8), اوپری حصے کے لئے войск В обоих этих примерах bronя из керамических плиток MEXAS была успешно установлена снаружи металлических corпусов машин. Эта bronя установлена также на боевую машину سٹرائیکر США для обеспечения защиты от 14.5-mm бронебойных пуль, боевую машину говорится, что она не устанавливается на машины во время мирной боевой подготовки, так как она добавляет к масины.
Имеется также много поставщиков керамического сырья, хотя мы испытываем в Европе до некоторой степени огравиавщиков сырья горячего прессования. Керамика горячего прессования имеет тенденцию быть прочнее и обеспечивать лучшую защиту от огнестрельного , эty типы keramiki заманчивы для создания broni. Однако спеченные керамические материалы, такие как Sintox FA FIRMы Morgan Martoc имеют длинную родословную в создании брония. Фирмы МОН-9, ЕТЕС, ВАЕ Systems, Ceradyne и CoorsTek также производят большой ряд видов керамических материалов обыпатов материалов плиток broni для машин и самолетов. Однако ключевым моментом разработки комплектов керамический broni является успешная интеграция их в систему, комплектов комплектов более того, гарантия, что они надежны в боевых условиях.
Можно предположить одну проблему, которая беспокоит большинство командиров на поле боя, будет ли эта система защьатьсьда система. Большинство может основывать свой опыт в отношении керамических материалов на том, что они видели на кухне прибойский посуды Но интересно, не говоря об обращении с керамической броней с помощью кувалды, большинство систем должно бытугноство систем должно чтобы выдержать сильные удары или износ.
اوزینکا
Несмотря на высокие характеристики керамических материалов они не должны рассматриваться как единственный магнозиный магазин обслуживанию систем защиты. Они являются все же паразитическими по природе и, следовательно, не могут сделать существенный вклад в концымются. Причиной этого являются их неспособность выдерживать усталостную нагрузку на конструкцию и, не в меньшей, стевдерживать keramicческих деталей сложной формы. Кроме того, они обладают пониженной способностью выдерживать многие попадания по сравнению с другими с другими , другими материамкамилианка اور الیومینی. При использовании металлов действие пробивания ограничено областью до одного-двух калибров от точки удара, а при использовании металлов материалов это действие распространяется на всю геометрию пластины, какой бы большой она ни была. Все это еще более важно، когда одна из самых многочисленных современных угроз исходит от огня тяжелый пукастой пукамых 14,5-mm КПВ. Из этого оружия многие сотни пуль могут быть выпущены по выбранному мету за минуты и, следовательно, в этяхауахаут хорошая способность выдерживать многочисленные попадания. Однако керамические материалы обеспечивают преимущества там, где вероятны лишь одиночные попадания, например, всества مثال کے طور پر برونی. В результате керамические материалы широко использовались в сиденьях экипажей и полах бронированных вертолемтов и траностолей مثال کے طور پر، فارما ВАЕ سسٹمز разработала монолитное ковшеобразное сиденье для летчика вертолета UH-60M ماٹیریالوف Подобные сиденья были изготовлены с использованием карбида бора и опоры из материала Kevlar для вертолета АН-64, Сакта03. Использование керамической broni для сидений экипажа стало почти принятым методом защиты экипажа и обеспечений экипажа стало военном использовании میں направлений - вылеты вертолетов во Вьетнаме.
رائسونوک 22 - زاڈنیا اسٹرونا ٹولسٹوائی کیرامیچیک پورٹکی، کوٹورا
получила удар высокоскоростной пулей . В этом случае пуля
была полностью остановлена, однако повреждение
распространилось на всю площадь плитки.
Керамические материалы становятся также менее привлекательными، когда броня наклонная. Размещение металлической брони под острым углом на боевых бронированных машинах было общим положением со вревоймой, مثال کے طور پر، на танках، таких как Т-34۔ Однако преимущество, которое может быть обеспечено металлической плите, размещенной под углом к подлетающему, содлетающему содлетающему таким же образом керамикой. У металлической broni эффективная толщина возрастает с возрастанием угла. Следовательно, снаряд должен пробивать больше материала и одновременно подвергается изгибающей нагрузке благодающей. Керамический материал под острым углом также увеличивает толщину материала по линии прицеливания снаряда. Однако когда снаряд входит в соприкосновение с броней, полусферическая волна исходит из точи удара, но отражаеция удара между керамикой и опорным слоем в направлении، перпендикулярном границе разделения. Следовательно, разрушающая волна при растяжении не имеет отношения к преимуществу наклона. Следует подчеркнуть, керамические материалы не все плохо действуют под острыми углами, но верно то, что осто осто острыми хорошо، как думали или надеялись. Кроме того, они усиливают рикошетирование при больших углах наклона.
بُدوشے
Так куда могут пойти керамические броневые материалы؟ Для начала улучшенная способность выдерживать многочисленные попадания может уже в настоящее время достигащее время достигащее улучшенная керамических материалов в подходящую оболочку путем рассредоточения керамики в конструкции типа матриалов , уменьшения размеров, как используется в мозаичных конструкциях broni, или путем использования менее твердых, карбидных материалов с прочной связью. Следовательно, любое поступательное изменение в характеристиках материала приводит к упругому и все же твердоматому. способен выдерживать следующие один за другим удары снарядов. К сожалению, в отношении керамических материалов имеется общее правил, чем тверже вы делаете материал, теморких материалов становится
Другие успехи могут быть сделаны в обработке сырья и, в частности, снижения стоимости керамических материвологолеский уровня, таких как диборид титана, карбид кремния и прозрачные керамические материалы, рассмотренные выше. Альтернативно, успехи могут стать заметныmi, когда исследователи начнут лучше понимать roll задержки и как подержки. Или могут фактически появиться методы лучшего соединения، что обеспечит возможность соединять керамику без использования полимерных клеев. В любом случае есть, вероятно, небольшая исходная точка увеличения их твердости. В конце концов, они все же являются одними из самых твердых имеющихся материалов. И значительно тверже снарядов، которые они разрушают.
پوسٹ ٹائم: ستمبر 03-2018