Автори:
Аналіз ходу проведення антитерористичної операції на території Донецької та Луганської областей показує, що одним з головних напрямів підвищення захищеності вітчизняних бойових броньованих машин (далі – ББМ), є забезпечення їх захисту від ураження кулями стрілецької зброї калібру 12,7 мм та 14,5 мм.
Одним з напрямів забезпечення захищеності ББМ від ураження кулями великокаліберних кулеметів є застосування захисних елементів на основі кераміки (карбід бору, карбід кремнію, оксид алюмінію). Дослідження останнього десятиріччя провідних матеріалознавчих центрів світу показують, що конструкції, які складаються з шарів кераміки та полімерних композитів, є досить ефективними для використання в засобах захисту від дії високоенергетичних динамічних навантажень.
Розробка таких кераміко-композиційних матеріалів надає можливість використовувати механічні властивості різних за природою складових, у яких діють певні регульовані механізми трансформації кінетичної енергії кулі, що створюють умови для розсіювання енергії ударних навантажень. Відтак матеріал для бронезахисту від бронебійних куль повинен мати більш високі дисипативні властивості як керамічних, так і композиційних полімерних шарів.
Для кераміки, зокрема, на основі реакційноспеченого карбіду кремнію найбільш енергоємними механізмами є утворення нових поверхонь у керамічному шарі при фрагментуванні його на дисперсні частини й уламки різних розмірів та забезпечення умов пластичного деформування бронебійного сердечника кулі. В свою чергу, для полімерних композиційних підпорів – це дисипація енергії, що залишається після руйнування кераміки і йде за механізмами деформування та руйнування високоміцних армуючих волокон, а також порушення зв'язків на межі зв'язка-волокно.
З метою найкращої реалізації властивостей як керамічних складових, так і полімерних композиційних матеріалів, що входять до складу захисних комбінованих перешкод і прогнозування їх опору в умовах динамічних навантажень, значна увага приділяється дослідженню особливостей та механізмів руйнування шаруватих комбінованих матеріалів та їх взаємного впливу на результуючий балістичний захист від дії куль з кінетичною енергією більш ніж 15 кДж.
Призначення лицьового керамічного шару з високою твердістю полягає в максимальному пластичному деформуванні й руйнуванні бронебійного сердечника кулі, а роль підпору - адсорбція залишкової кінетичної енергії стрижня і фрагментів зруйнованої кераміки. Зважаючи на відносно малу тріщиностійкість кераміки, по-суті єдиним способом локалізації пошкодження є виготовлення її дискретною.
З метою забезпечення захищеності ББМ від куль вказаних калібрів фахівцями Інституту надтвердих матеріалів, Інституту проблем матеріалознавства та Центрального науково-дослідного інституту ОВТ ЗСУ були проведені дослідження для визначення характеристик ЗКЕ, способів їх виконання та уточнення технологічних аспектів. В проведених дослідженнях розглядались дискретні елементи у формі плитки і циліндру (з конічними або сферичними торцями). Зважаючи на необхідність забезпечення ремонтопридатності, виконання захисних керамічних елементів (далі – ЗКЕ) слід здійснювати у вигляді окремих блоків.
При проведенні досліджень використовувалось прикладне програмне забезпечення, яке дозволяє проводити оцінку динамічних, нелінійних властивостей процесів, що проходять в захисних керамічних елементах. На першому етапі було проведено математичне моделювання процесу взаємодії сердечника кулі із захисними керамічними елементами з різною формою і складом. На другому етапі проведено натурні випробування цих лементів з апробацією отриманих результатів.
Рис. 1. Результати моделювання ураження сердечником кулі блоку з дискретними керамічними плитками
Слід зазначити, що роль титанового підпору (рис.1б) сприяє розподіленню енергії на корпус ББМ і тим самим – зменшенню його локальних деформацій.
За результатами проведених досліджень було, зокрема, встановлено, що перевагою виконання ЗКЕ у формі блоку з дискретними керамічними плитками є його відносна простота, вартість й можливість заміни в польових умовах. В той же час, недоліком такої конструкції є необхідність заміни всього блоку після влучення кулі.
Рис. 2. Результати моделювання ураження сердечником кулі блоку з керамічними циліндричними елементами
Що стосується виконання ЗКЕ у вигляді блоку з дискретних керамічних елементів циліндричної форми зі сферичними торцями, то їх перевагою є локалізація пошкоджень і як наслідок, зростання живучості та забезпечення ремонтопридатними у польових умовах. При цьому слід зазначити, що блок з дискретними керамічними елементами після обстрілу 12,7 мм кулею Б-32 був відновлений в польових умовах та повторно обстріляний. Результати повторного випробування також дали позитивний результат.
Вага квадратного метру ЗКЕ становить 100-115 кг, що забезпечує захист ББМ від куль Б-32 12,7 та 14,5 мм. З огляду на це, загальна маса ББМ типу БТР-4 зросте на 900-1400 кг залежно від ступеня закриття її бортів за рахунок ЗКЕ. При цьому слід зазначити, що оскільки рівень захисту ББМ може визначатись замовником, то відповідно, й її маса зі встановленим на неї ЗКЕ буде варіюватись.
Запасні елементи ЗКЕ можуть зберігатись на складах військово-технічного майна. Для заміни їх безпосередньо в польових умовах, невелика кількість ЗКЕ може зберігатись в самій ББМ разом з епоксидною смолою...
Використані джерела:
Defense Express
Аналіз ходу проведення антитерористичної операції на території Донецької та Луганської областей показує, що одним з головних напрямів підвищення захищеності вітчизняних бойових броньованих машин (далі – ББМ), є забезпечення їх захисту від ураження кулями стрілецької зброї калібру 12,7 мм та 14,5 мм.
Одним з напрямів забезпечення захищеності ББМ від ураження кулями великокаліберних кулеметів є застосування захисних елементів на основі кераміки (карбід бору, карбід кремнію, оксид алюмінію). Дослідження останнього десятиріччя провідних матеріалознавчих центрів світу показують, що конструкції, які складаються з шарів кераміки та полімерних композитів, є досить ефективними для використання в засобах захисту від дії високоенергетичних динамічних навантажень.
Розробка таких кераміко-композиційних матеріалів надає можливість використовувати механічні властивості різних за природою складових, у яких діють певні регульовані механізми трансформації кінетичної енергії кулі, що створюють умови для розсіювання енергії ударних навантажень. Відтак матеріал для бронезахисту від бронебійних куль повинен мати більш високі дисипативні властивості як керамічних, так і композиційних полімерних шарів.
Для кераміки, зокрема, на основі реакційноспеченого карбіду кремнію найбільш енергоємними механізмами є утворення нових поверхонь у керамічному шарі при фрагментуванні його на дисперсні частини й уламки різних розмірів та забезпечення умов пластичного деформування бронебійного сердечника кулі. В свою чергу, для полімерних композиційних підпорів – це дисипація енергії, що залишається після руйнування кераміки і йде за механізмами деформування та руйнування високоміцних армуючих волокон, а також порушення зв'язків на межі зв'язка-волокно.
З метою найкращої реалізації властивостей як керамічних складових, так і полімерних композиційних матеріалів, що входять до складу захисних комбінованих перешкод і прогнозування їх опору в умовах динамічних навантажень, значна увага приділяється дослідженню особливостей та механізмів руйнування шаруватих комбінованих матеріалів та їх взаємного впливу на результуючий балістичний захист від дії куль з кінетичною енергією більш ніж 15 кДж.
Призначення лицьового керамічного шару з високою твердістю полягає в максимальному пластичному деформуванні й руйнуванні бронебійного сердечника кулі, а роль підпору - адсорбція залишкової кінетичної енергії стрижня і фрагментів зруйнованої кераміки. Зважаючи на відносно малу тріщиностійкість кераміки, по-суті єдиним способом локалізації пошкодження є виготовлення її дискретною.
З метою забезпечення захищеності ББМ від куль вказаних калібрів фахівцями Інституту надтвердих матеріалів, Інституту проблем матеріалознавства та Центрального науково-дослідного інституту ОВТ ЗСУ були проведені дослідження для визначення характеристик ЗКЕ, способів їх виконання та уточнення технологічних аспектів. В проведених дослідженнях розглядались дискретні елементи у формі плитки і циліндру (з конічними або сферичними торцями). Зважаючи на необхідність забезпечення ремонтопридатності, виконання захисних керамічних елементів (далі – ЗКЕ) слід здійснювати у вигляді окремих блоків.
При проведенні досліджень використовувалось прикладне програмне забезпечення, яке дозволяє проводити оцінку динамічних, нелінійних властивостей процесів, що проходять в захисних керамічних елементах. На першому етапі було проведено математичне моделювання процесу взаємодії сердечника кулі із захисними керамічними елементами з різною формою і складом. На другому етапі проведено натурні випробування цих лементів з апробацією отриманих результатів.
Рис. 1. Результати моделювання ураження сердечником кулі блоку з дискретними керамічними плитками
Слід зазначити, що роль титанового підпору (рис.1б) сприяє розподіленню енергії на корпус ББМ і тим самим – зменшенню його локальних деформацій.
За результатами проведених досліджень було, зокрема, встановлено, що перевагою виконання ЗКЕ у формі блоку з дискретними керамічними плитками є його відносна простота, вартість й можливість заміни в польових умовах. В той же час, недоліком такої конструкції є необхідність заміни всього блоку після влучення кулі.
Рис. 2. Результати моделювання ураження сердечником кулі блоку з керамічними циліндричними елементами
Що стосується виконання ЗКЕ у вигляді блоку з дискретних керамічних елементів циліндричної форми зі сферичними торцями, то їх перевагою є локалізація пошкоджень і як наслідок, зростання живучості та забезпечення ремонтопридатними у польових умовах. При цьому слід зазначити, що блок з дискретними керамічними елементами після обстрілу 12,7 мм кулею Б-32 був відновлений в польових умовах та повторно обстріляний. Результати повторного випробування також дали позитивний результат.
Вага квадратного метру ЗКЕ становить 100-115 кг, що забезпечує захист ББМ від куль Б-32 12,7 та 14,5 мм. З огляду на це, загальна маса ББМ типу БТР-4 зросте на 900-1400 кг залежно від ступеня закриття її бортів за рахунок ЗКЕ. При цьому слід зазначити, що оскільки рівень захисту ББМ може визначатись замовником, то відповідно, й її маса зі встановленим на неї ЗКЕ буде варіюватись.
Запасні елементи ЗКЕ можуть зберігатись на складах військово-технічного майна. Для заміни їх безпосередньо в польових умовах, невелика кількість ЗКЕ може зберігатись в самій ББМ разом з епоксидною смолою...
Використані джерела:
Defense Express
