Армированная броня
- Автор(ы): Липин Евгений Васильевич
- Источник: Сайт автора
- В БТЭ добавил: Чобиток Василий 12:50, 24 июня 2007 (EEST)
В этой работе я раскрою новый вариант армирования стального листа армирующими волокнистыми материалами.
В данный момент ведутся многочисленные работы по созданию новых сплавов металлов с повышенными прочностными характеристиками, полимерных композиционных материалов, армирующих волокнистых материалов. Все данные работы связаны с повышением защиты от поражения, а значит и повышением живучести как техники так и живой силы.
Каждый вид материала обладает как преимуществами так и недостатками. Стальной бронелист в чистом виде не обладает достаточной прочностью. И если этот недостаток в тяжёлой технике компенсируется банальным увеличением толщины брони, а значит соответственно и веса, то при проектировании легкобронированных машин и средств индивидуальной защиты данная компенсация невозможна. Полимерные композиционные материалы достаточно дороги в изготовлении и не могут широко применяется в различных отраслях, а значит эффективность их внедрения и использования достаточно низка. Армирующие волокнистые материалы без наполнения клеящей средой (полимерной матрицей) легко разрезаются осколками и протыкаются снарядами с конической головной частью (снаряд просто раздвигает волокна). Имеются варианты комбинирующие различные виды материалов, к примеру в бронежилете пуля или затупляется или разворачивается стальным листом дальше вступает в дело кевларовая прокладка, которая останавливает затупленную или развёрнутую пулю. В своей работе я предоставлю не просто комбинированный вариант различных видов материалов, а новую структуру, которая в корне отличается от применяемых ныне.
Основу брони составляет стальной бронелист. Обычная броня не выдерживает попадания бронебойного снаряда под углом близким к 90 градусов. Если при создании бронированной машины возможно лист металла расположить под углом то в средстве индивидуальной защиты довольно часто лист расположен почти перпендикулярно снаряду см. рис.1. В данном случае невозможно наращивать толщину металла так как это приведёт к увеличению веса. Недостаток я вижу в том, что только небольшая часть металла, только та, которая находится в зоне поражения, сопротивляется снаряду. Необходимо вовлечь в процесс весь бронелист, распределив разрушающую и деформирующую нагрузку на некоторой площади.
Я предлагаю достичь выше изложенного, армируя стальной лист армирующим волокнистым материалом – в частности одним из разновидностей кевлара. При этом кевлар не является отдельной броней, а играет роль связующего материала на поверхности стального листа и распределяющего ударные нагрузки из одной точки по всему листу в разных направлениях.
Рассмотрим строение стального листа см. рис.2.
Он представляет из себя лист “А” отлитый с внешней стороны гладким, с внутренней стороны поверхность выполнена в форме цилиндров “В”. Данные цилиндры предназначены для связи кевларового (или иного) волокна со стальным листом.
Кевларовые (или иные) армирующие волокна по своей структуре выдерживают без значительного растяжения очень большие нагрузки на разрыв. Однако при этом очень важно обеспечить волокнам положение без резких изломов. Также важно обеспечить максимальную площадь контакта волокон с стальным листом, это необходимо для более полной передачи энергии деформации всему листу. Поэтому предлагаю следующую навивку (хотя она может быть иной) армирующих волокон см. рис.3. На данном рисунке изображен цилиндрическая выпуклость с внутренней стороны стального листа с намотанным на него кевларовым волокном. В данном случае обеспечивается максимальная площадь контакта кевларового волокна с внутренней частью стального листа.
Намотка осуществляется следующим образом см. рис.4., рис.5., рис.6.
Зеленным цветом показаны намотанные волокна в горизонтальном положении рис.4., красным цветом показаны волокна намотанные в вертикальном положении рис.5., синим цветом показаны волокна намотанные по диагонали рис.6. Полную намотку в данной работе показывать не буду, дабы не загромождать чертеж. На рис.7. показаны волокна, намотанные в разных направлениях на внутреннюю сторону стального листа.
Возможно достижение довольно высокой плотности намотки. Теперь при попадании снаряда в бронелист его энергия рассеется по направлениям: А, В, С (исходя из данной схемы). Следовательно, пробития стального листа не будет см. рис.8. При таком ударе центр тяжести снаряда уходит от линии подлета снаряда, и, следовательно, снаряд разворачивает и он рикошетом уходит, или взрывается, но за броней не причиняя серьезного вреда.
Естественно при кинетической энергии снаряда превышающей прочностные характеристики армирующего волокна произойдет пробой. При изготовлении данной брони необходимо залить волокна ударопрочной пластмассой, так как при ударе снаряда о бронелист с внутренней стороны листа образуются мелкие раскаленные осколки, которые смогут рассечь кевлар (заброневое действие).
Процесс изготовления данной брони не требует сложных технологий, высоких затрат. Сама броня повысит свои прочностные характеристики при ударе бронебойным снарядом или болванкой, что соответственно повысит живучесть защищаемого объекта.
