ru en ua pl de es it fr el tr da cs zh-tw bg ro pt ar eo az be nl hi hr
Категорія ГОЛОВНА  

Проблеми створення прозорої броні


2017-12-06 00:00:00

Прозора броня для військової та цивільної автобронетехніки, а також забрав для Бронешоломи, оглядових вікон для бронещітов і захисних візору для мінерів широко застосовується як у Росії, так і за кордоном. Крім противопульной і протівоосколочной стійкості, прозора броня повинна володіти необхідним рівнем прозорості оптичних властивостей і при цьому бути як можна легше.

Крім того, прозора броня повинна володіти певною живучістю наприклад, витримувати не менше 2-х попадань в 1 дм 2 своєї площі. Про проблеми створення високоефективної прозорої броні на сторінках ІА "Зброя Росії" розповідають співробітники Відкритого акціонерного товариства "Науково-дослідний інститут сталі".

Як матеріали для виготовлення прозорої броні, в основному, застосовують прозорі полімерні пластики :
-Поліметилметакрилат оргскло
-Полікарбонат
-Поліуретан
-Силікатне скло.

Характеристики використовуваних прозорих матеріалів наведені в таблиці 1.

Характеристики прозорих матеріалів

Для виготовлення прозорої броні високого класу захисту, як правило, використовують зміцнені силікатні скла. Зміцнення скла здійснюють стисненням поверхневих шарів при хіміко-термічній обробці і поверхневому загартуванню або розчиненням поверхневого дефектного шару.

Такими способами міцність скла підвищується в 2-4 рази. Однак слід зазначити, що гарт ефективна тільки для листів з товщиною, більшою 2,5 мм.

Шолом

Шолом "Рись" з кварцовим склом по 2 класу ГОСТ Р 50744-95. Випробуваний обстрілом кулею Пст до пістолета ТТ .

Проте, при високошвидкісному балістичному ударі, що супроводжується впровадженням ударника в скляну пластину, одним поверхневим зміцненням не обійтися. Оскільки скло є пружно-крихким матеріалом, то закономірності його пробивання такі ж, як у кераміки.

Після початкової стадії взаємодії ударника зі скляною пластиною попереду проникаючого тіла утворюється хвиля руйнування, генеруюча сітку тріщин, що призводить, у результаті, до заднього отколу навіть за відсутності проникнення ударника за тильну поверхню пластини.

У зв`язку з вищевикладеним, високоміцні скла можуть бути використані тільки в прозорих багатошарових перешкодах із захисними тильними плівками, що затримують осколки. В якості тильного шару також пропонується використовувати полікарбонат, що поєднує високі міцність і жорсткість з високою стійкістю до ударних впливів.

Випробування скла

Випробування скла на стійкість до удару

Однією з найважливіших проблем є з`єднання шарів прозорих бронепреград із забезпеченням міцної адгезивной зв`язку між ними і збереженням прозорості та оптичних властивостей. Для з`єднання шарів розроблені різні в`язкі еластичні прозорі сполучні: полівінілбутералевие, акрилові, поліуретанові та інші клеї та плівки, після полімеризації виконують також функцію бар`єру для розповсюджуються тріщин.

В даний час різними підприємствами в Росії випускаються куленепробивні прозорі перепони з наступними характеристиками таблиця 2.

Прозорі перепони

На підставі даних, наведених у таблиці 2, можна зробити висновок, що масові характеристики таких перепон вельми великі, що робить нереальним застосування прозорої захисту високих класів у великої частини виробів автобронетехніки і Бронешоломи.

ВАТ "НДІ стали" проводяться інтенсивні роботи з вивчення матеріалів та розробці структур для прозорої броні, що мають на меті зниження маси перепони. Так, наприклад, хороший результат у даному напрямку досягається при застосуванні в прозорих бронеструктурах кварцового скла таблиця 3.

Таблиця № 3

Зниження маси прозорого захисту може бути також здійснено при використанні в якості лицьового шару сапфіру лейкосапфіра на основі монокристалічного оксиду алюмінію з твердістю за шкалою Мооса = 9 і ромбоедричної кристалічною структурою.

Враховуючи великий інтерес до розробки шаруватої прозорої броні із застосуванням штучного лейкосапфіра за кордоном США, Ізраїль, Україна, Чехія, ВАТ "НДІ стали" проведена робота з оцінки ефективності застосування лейкосапфір, вироблених в Росії, в якості лицьового шару в прозорих перешкодах таблиця 4.

Таблиця № 4

Як показали проведені випробування, перспективним варіантом при створенні прозорих бронепреград високих класів захисту може бути використання пластин монокристалу лейкосапфіра товщиною 4-8 мм в якості лицьового шару з формуванням середніх верств із силікатної в т.ч. кварцового скла і тильного шару з полікарбонату.

Результат впливу по склу молота

Результат впливу по склу молота

Зазначена багатошарова структура дозволяє мінімум в 1,5 рази зменшити товщину і масу перепони для захисту від обстрілу кулями ЛПС з гвинтівки СВД. Слід зауважити, що противопульная стійкість такої багатошарової прозорої броні залежить від технології отримання лейкосапфіра, співвідношення шарів і їх методів з`єднання.

Бронескло автомобіля

Бронескло автомобіля "Мерседес" 3 класу після обстрілу з АКМ.

Випробування різних досвідчених шаруватих структур з лицьовим шаром з лейкосапфіра показали економію за масою і товщині в порівнянні з існуючими прозорими перешкодами не менше 30%. Виходячи з характеристик лейкосапфіра, він є найбільш перспективним матеріалом для прозорої броні, але його вартість дуже висока через високотемпературної технології виробництва та необхідності механічної обробки і полірування.

Крім того, є обмеження в можливості отримання лейкосапфір великих розмірів, що пов`язано з необхідністю застосування великих індукційних печей і дорогої оснащення, тому застосування цього матеріалу для прозорої броні є проблематичним.

Порівняння характеристик стекол

Порівняння характеристики звичайного силікатного броньового скла і структури на основі прозорої кераміки ALON.

Одним з конкурентних рішень у створенні високоефективної прозорої броні є розробка прозорих полікристалічних матеріалів. Одним з лідируючих матеріалів такого роду є ALON оксинитрида алюмінію Al23O27N5, запатентований армією США.

Його розробку провела компанія Raytheon, а виробляє зараз Surmet Corporation обидві фірми з США. Введення азоту в оксид алюмінію стабілізує його матрицю і забезпечує кубічну кристалічну ізотропну структуру. У результаті виходить прозорий полікристалічний матеріал. У таблиці 5 наведені деякі властивості матеріалу ALON в порівнянні з іншими прозорими матеріалами.

Таблиця № 5

Як видно з таблиці 5, ALON за властивостями наближається до лейкосапфір і може служити йому альтернативою. Відповідним матеріалом для прозорої броні може бути також шпінель MgAl2O4, що володіє кубічної кристалічною структурою. Прозора шпінель проводиться таким методом: спікання/гаряче ізостатичне пресування ГІП.

Застосування ГІП дозволяє підвищити оптичні та фізичні властивості шпінелі за рахунок підвищення її щільності та зменшення пористості, що, в свою чергу, відбувається через зменшення кількості зв`язуючого. Промислове виробництво шпінелі освоєно двома американськими фірмами -Technology Assessment and Transfer і Surmet Corporation.

Прозора броня фірми IBD

Прозора броня фірми IBD на виставці "Євросаторі-2012". Видно, що прозора кераміка майже в 4 рази легше стандартного броньового скла.

Завдання створення в Росії прозорою керамічної броні є надзвичайно актуальною, оскільки її застосування дозволить значно підвищити захищеність бійців і зменшити вагу тієї техніки, де застосовується скління.

Хоча за останні роки у виробництві керамік, у тому числі і прозорих, досягнуті значні успіхи, кілька важливих проблем залишається. Серед них -доступність виробництва, можливість виготовляти вироби необхідної форми і розмірів, а також висока вартість.

/ Петрова Е.Н., Чусов С.Ю., Щербаков А.В. і Яиька В.П., arms-expo.ru /





Подібні статті

 САУ Sexton
 Автомат Двухсредний Спеціальний підводний
 Зенітний ракетно-гарматний комплекс "Панцир-С"
 Танки ХХI століття
 

Сайт є приватним зібранням матеріалів і являє собою аматорський інформаційно-освітній ресурс. Вся інформація отримана з відкритих джерел. Адміністрація не претендує на авторство використаних матеріалів. Всі права належать їх правовласникам