PL222855B1

PL222855B1 - Pasywny, modułowy pancerz warstwowy

Info

Publication number: PL222855B1
Application number: PL404286A
Authority: PL
Inventors: Adam Bogusław Wiśniewski
Original assignee: Wojskowy Inst Techniczny Uzbrojenia
Priority date: 2013-06-10
Filing date: 2013-06-10
Publication date: 2016-09-30
Also published as: PL404286A1

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest pasywny, modułowy pancerz warstwowy, którego wszystkie warstwy są przyklejone do siebie czołowo, zawierający dwie stalowe płyty połączone ze sobą powierzchniami czołowymi o zróżnicowanej twardości, warstwy wykonane z blach ze stopu aluminiowego oraz opcjonalnie zawierający wewnętrzną warstwę z tworzywa sztucznego, przeznaczony do ochrony przed przebiciem pociskami mało- i średnio-kalibrowymi przeciwpancernymi kalibru 7,62-14,5 mm.

Znanych jest szereg pasywnych modułowych pancerzy warstwowych przeznaczonych do osłony obiektów, takich jak wojskowe pojazdy lądowe, statki powietrzne i jednostki pływające przed zagrożeniami balistycznymi w postaci uderzeń i penetracji pociskami oraz odłamkami. Pancerze mogą zawierać dwie stalowe płyty połączone ze sobą powierzchniami czołowymi o zróżnicowanej twardości, warstwy wykonane z blach ze stopu aluminiowego oraz opcjonalnie warstwy z tworzywa sztucznego.

Na przykład, zgłoszenie wynalazku Wielkiej Brytanii GB 2007256 obejmuje wielowarstwowy pancerz zbudowany z płyt stalowych przylegających do siebie czołowo, o zróżnicowanej twardości. Płyta stalowa o większej twardości, korzystnie powyżej 500 HV, znajduje się w przedniej części pancerza od strony ostrzału i jest pierwszą narażoną na ostrzał w stosunku do pozostałych warstw pancerza. Warstwy pancerza mogą być przyklejone do siebie. W jednej z wielu odmian wynalazku, pancerz warstwowy może mieć warstwę z tworzywa sztucznego łączącą dwie płyty stalowe, która oprócz funkcji wzmocnienia strukturalnego pancerza i roli łącznika płyt stalowych ma dodatkowo chronić przed przedostaniem się do osłanianej przestrzeni odłamków pocisków i twardych elementów konstrukcyjnych pancerza powstających w wyniku penetracji pancerza pociskami. W niniejszym zgłoszeniu przewiduje się również zastosowanie zewnętrznej powłoki elastomerowej pokrywającej powierzchnię czołową pierwszej narażonej na balistyczne zagrożenia warstwy oraz wzmocnienie bocznych powierzchni modułu pancerza poprzez ich pokrycie sztywnymi płytkami. W ramach kolejnej odmiany ww. zgłoszenia wynalazku, mogą być zastosowane jako warstwy podkładowe blachy ze stopu aluminiowego albo z tworzywa sztucznego typu plastomeru, na przykład zastępujące płytę stalową o mniejszej twardości. Wytrzymałość na rozciąganie warstw podkładowych powinna być większa niż 800 MPa.

Znane są również według amerykańskiego patentu US 6216579, francuskiego zgłoszenia wynalazku FR 2798189 oraz europejskiego patentu EP 1682344 wielowarstwowe pancerze ma dwie płyty stalowe o różnej twardości połączone czołowo warstwą klejową z tworzywa sztucznego typu żywica.

W światowym zgłoszeniu wynalazku WO 2004/055467 zastrzegana jest m.in. warstwowa struktura pancerna zbudowana z dwóch stalowych płyt pancernych o różnej twardości, połączonych czołowo metalową warstwą, korzystnie niklową albo wykonaną ze stopu na bazie niklu z dodatkami takich metali jak chrom, molibden, mangan, niob, tytan, żelazo.

W ramach ww. znanych strukturach warstwowych pancerzy, stalowa płyta o większej twardości zawsze znajduje się bliżej zagrożenia balistycznego niż stalowa płyta o mniejszej twardości.

Istota pasywnego, modułowego pancerza warstwowego według pierwszej odmiany wynalazku polega na tym, że zbudowany jest kolejno od strony ostrzału z dwóch cienkich warstw w postaci blach ze stopu aluminium o grubości odpowiednio 1-3 mm i 1-5 mm, warstwy z twardej stali pancernej, korzystnie o strukturze nanokrystalicznej, o twardości 600-750 HV, warstwy ze stali pancernej walcowanej (typu RHA), o twardości 300-500 HB, warstwy z lekkiego tworzywa sztucznego, korzystnie z polietylenu oraz cienkiej warstwy w postaci blachy wykonanej ze stopu aluminium. Przednia, zewnętrzna warstwa ze stopu aluminium, jest zagięta na zewnętrznych, czołowych krawędziach drugiej warstwy ze stopu aluminium, obejmuje boczn e powierzchnie pozostałych, wszystkich warstw, przylegając do nich oraz jest zagięta na tylnych, zewnętrznych krawędziach ostatniej, tylnej warstwy ze stopu aluminium, przylegając do jej tylnej, zewnętrznej powierzchni, przy czym tylne powierzchnie pierwszej warstwy ze stopu aluminium przylegające do tylnej powierzchni, ostatniej skrajnej warstwy ze stopu aluminium mają postać czterech trapezów przylegających do siebie r amionami zespawanymi ze sobą.

Istota pasywnego, modułowego pancerza warstwowego według drugiej odmiany wynalazku polega na tym, że zbudowany jest kolejno od strony ostrzału z dwóch cienkich warstw w postaci blach ze stopu aluminium o grubości odpowiednio 1-3 mm i 1-5 mm, warstwy z twardej stali pancernej, korzystnie o strukturze nanokrystalicznej, twardości 600-750 HV, warstwy ze stali pancernej walcowanej (typu RHA), o twardości 300-500 HB oraz cienkiej warstwy w postaci blachy wykonanej ze stopu aluminium. Przednia, zewnętrzna warstwa ze stopu aluminium, jest zagięta na zewnętrznych, czołowych

PL 222 855 B1 krawędziach drugiej warstwy ze stopu aluminium, obejmuje boczne powierzchnie pozostałych, wszystkich warstw, przylegając do nich oraz jest zagięta na tylnych, zewnętrznych krawędziach ostatniej, tylnej warstwy ze stopu aluminium, przylegając do jej tylnej, zewnętrznej powierzchni, przy czym tylne powierzchnie pierwszej warstwy ze stopu aluminium przylegające do tylnej powierzchni, ostatniej skrajnej warstwy ze stopu aluminium mają postać czterech trapezów przylegających do siebie ramionami zespawanymi ze sobą.

Według pierwszej i drugiej odmiany wynalazku, twarda warstwa stalowa wykonana jest ze stali bainitycznej, korzystnie ze strukturami nanokrystalicznymi, o wytrzymałości na rozerwanie (R_m) nie mniejszej niż 1,8 GPa oraz wydłużeniu względnym (A) 12-16%, albo - ze stali maraging, korzystnie ze strukturami nanokrystalicznymi, o wytrzymałości na rozerwanie (R_m) nie mniejszej niż 2 GPa oraz wydłużeniu względnym (A) 7-8%, albo - ze stali amorficzno-nanokrystalicznej o wytrzymałości na rozerwanie (R_m) nie mniejszą niż 2 GPa oraz wydłużeniu względnym (A) 4%.

Wielowarstwowe pancerze według wynalazku są zwarte, stosunkowo lekkie, lecz przede wszystkim są odporne na przebicie pociskami mało- i średnio-kalibrowymi przeciwpancernymi kalibru 7,62-14,5 mm.

Przedmiot wynalazku pokazany jest na przykładach wykonania na rysunku, na Fig. 1, Fig. 2 i Fig. 3, przy czym Fig. 1 i Fig. 2 odpowiednio przedstawia pierwszą i drugą odmianę modułowego, warstwowego, pasywnego pancerza kompozytowego pokazanego w przekroju pionowym, zaś Fig. 3 przedstawia pierwszą i drugą odmianę pancerza w widoku z tyłu.

P r z y k ł a d 1

Pasywny, modułowy pancerz warstwowy według pierwszej odmiany wynalazku, tj. zawierający warstwę z tworzywa sztucznego, zbudowany jest kolejno, od strony nadlatującego pocisku 7, z dwóch cienkich warstw w postaci blach ze stopu aluminium 1, 2 o grubości odpowiednio 2 mm i 4 mm, warstwy 3 z twardej stali pancernej o strukturze nanokrystalicznej, o twardości 700 HV, warstwy 4 ze stali pancernej walcowanej (typu RHA) o twardości 400 HB, warstwy polietylenowej 5 oraz cienkiej warstwy 6 w postaci blachy wykonanej ze stopu aluminium. Przednia, zewnętrzna warstwa 1 jest zagięta na zewnętrznych, czołowych krawędziach warstwy 2 i obejmuje boczne powierzchnie pozostałych warstw 2, 3, 4, 5, 6, przylegając do nich oraz jest zagięta na tylnych, zewnętrznych krawędziach skrajnej, tylnej, warstwy 6, przylegając do jej tylnej, zewnętrznej powierzchni, przy czym tylne powierzchnie warstwy 1 przylegające do tylnej, skrajnej powierzchni warstwy 6 mają postać czterech trapezów przylegających do siebie ramionami zespawanymi ze sobą.

P r z y k ł a d 2

Pasywny, modułowy pancerz warstwowy według drugiej odmiany wynalazku (bez warstwy z tworzywa sztucznego) zbudowany jest kolejno, od strony nadlatującego pocisku 7, z dwóch cienkich warstw w postaci blach ze stopu aluminium 1, 2 o grubości odpowiednio 1 mm i 3 mm, warstwy 3 z twardej stali pancernej o strukturze nanokrystalicznej, o twardości 720 HV, warstwy 4 ze stali pancernej walcowanej (typu RHA), o twardości 430 HB, oraz cienkiej warstwy 6 w postaci blachy wykonanej ze stopu aluminium. Przednia, zewnętrzna warstwa 1 jest zagięta na zewnętrznych, czołowych krawędziach warstwy 2 i obejmuje boczne powierzchnie pozostałych warstw 2, 3, 4, 6, przylegając do nich oraz jest zagięta na tylnych, zewnętrznych krawędziach skrajnej, tylnej, warstwy 6, przylegając do jej tylnej, zewnętrznej powierzchni, przy czym tylne powierzchnie warstwy 1 przylegające do tylnej, skrajnej powierzchni warstwy 6 mają postać czterech trapezów przylegających do siebie ramionami zespawanymi ze sobą.

Nadlatujący pocisk 7 uderzając w pancerz według pierwszej lub drugiej odmiany wynalazku, wytraca energię kinetyczną na kolejno napotykanych warstwach tj. warstwie 1, 2, 3, 4, 5, 6, według pierwszej odmiany wynalazku lub - kolejno na warstwie 1, 2, 3, 4, 6, według drugiej odmiany wynalazku. Najwięcej energii pocisk 7 wytraca na dwóch warstwach stalowych 3, 4, które ulegają deformacji i/lub pękaniu. Podczas oddziaływania z pancerzem, pocisk 7 jest wyhamowywany/zatrzymywany lub zmienia kierunek wnikania w pancerz, ulegając odkształceniom sprężystym i plastycznym, a nawet zniszczeniu. W wyniku zatrzymania pocisku 7, w objętości pancerza, zapewniona jest osłona przestrzeni znajdującej się za nim.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Pasywny, modułowy pancerz warstwowy, którego wszystkie warstwy są przyklejone do siebie czołowo, zawierający dwie warstwy stalowe o zróżnicowanej twardości, warstwy ze stopu aluminium oraz warstwę z tworzywa sztucznego, znamienny tym, że zbudowany jest kolejno, od strony nadlatującego pocisku (7), z dwóch cienkich warstw w postaci blach ze stopu aluminium (1, 2) o grubości odpowiednio 1-3 mm i 1-5 mm, warstwy (3) z twardej stali pancernej, korzystnie o strukturze nanokrystalicznej, o twardości 600-750 HV, warstwy (4) ze stali pancernej walcowanej (typu RHA), o twardości 300-500 HB, warstwy (5) z lekkiego tworzywa sztucznego, korzystnie z polietylenu oraz cienkiej warstwy (6) w postaci blachy ze stopu aluminium, a ponadto przednia, zewnętrzna warstwa (1) jest zagięta na zewnętrznych, czołowych krawędziach warstwy (2) i obejmuje boczne powierzchnie pozostałych warstw (2, 3, 4, 5, 6), przylegając do nich oraz jest zagięta na tylnych, zewnętrznych krawędziach skrajnej, tylnej, warstwy (6), przylegając do jej tylnej, zewnętrznej powierzchni, przy czym tylne powierzchnie warstwy (1) przylegające do tylnej, skrajnej powierzchni warstwy (6) mają postać czterech trapezów przylegających do siebie ramionami zespawanymi ze sobą.
2. Pasywny, modułowy pancerz warstwowy według zastrzeżenia 1, znamienny tym, że warstwa stalowa (3) wykonana jest ze stali bainitycznej, korzystnie ze strukturami nanokrystalicznymi, o wytrzymałości na rozerwanie (R_m) nie mniejszej niż 1,8 GPa oraz wydłużeniu względnym (A) 12-16%.
3. Pasywny, modułowy pancerz warstwowy według zastrzeżenia 1, znamienny tym, że warstwa stalowa (3) wykonana jest ze stali maraging, korzystnie ze strukturami nanokrystalicznymi, o wytrzymałości na rozerwanie (R_m) nie mniejszej niż 2 GPa oraz wydłużeniu względnym (A) 7-8%.
4. Pasywny, modułowy pancerz warstwowy według zastrzeżenia 1, znamienny tym, że warstwa stalowa (3) wykonana jest ze stali amorficzno-nanokrystalicznej o wytrzymałości na rozerwanie (R_m) nie mniejszej niż 2 GPa oraz wydłużeniu względnym (A) 4%.
5. Pasywny, modułowy pancerz warstwowy, którego wszystkie warstwy są przyklejone do siebie czołowo, zawierający dwie warstwy stalowe o zróżnicowanej twardości oraz warstwy ze stopu aluminium, znamienny tym, że zbudowany jest kolejno, od strony nadlatującego pocisku (7), z dwóch cienkich warstw w postaci blach ze stopu aluminium (1, 2) o grubości odpowiednio 1-3 mm i 1-5 mm, warstwy (3) z twardej stali pancernej, korzystnie o strukturze nanokrystalicznej, twardości 600-750 HV, warstwy (4) ze stali pancernej walcowanej (typu RHA), o twardości 300-500 HB oraz cienkiej warstwy (6) w postaci blachy wykonanej ze stopu aluminium, a ponadto przednia, zewnętrzna warstwa (1) jest zagięta na zewnętrznych, czołowych krawędziach warstwy (2) i obejmuje boczne powierzchnie pozostałych warstw (2, 3, 4, 6), przylegając do nich oraz jest zagięta na tylnych, zewnętrznych krawędziach skrajnej, tylnej warstwy (6), przylegając do jej tylnej, zewnętrznej powierzchni, przy czym tylne powierzchnie warstwy (1) przylegające do tylnej, skrajnej powierzchni warstwy (6) mają postać czterech trapezów przylegających do siebie ramionami zespawanymi ze sobą.
6. Pasywny, modułowy pancerz warstwowy według zastrzeżenia 5, znamienny tym, że warstwa stalowa (3) wykonana jest ze stali bainitycznej, korzystnie ze strukturami nanokrystalicznymi, o wytrzymałości na rozerwanie (R_m) nie mniejszej niż 1,8 GPa oraz wydłużeniu względnym (A) 12-16%.
7. Pasywny, modułowy pancerz warstwowy według zastrzeżenia 5, znamienny tym, że warstwa stalowa (3) wykonana jest ze stali maraging, korzystnie ze strukturami nanokrystalicznymi, o wytrzymałości na rozerwanie (R_m) nie mniejszej niż 2 GPa oraz wydłużeniu względnym (A) 7-8%.
8. Pasywny, modułowy pancerz warstwowy według zastrzeżenia 5, znamienny tym, że warstwa stalowa (3) wykonana jest ze stali amorficzno-nanokrystalicznej o wytrzymałości na rozerwanie (R_m) nie mniejszej niż 2 GPa oraz wydłużeniu względnym (A) 4%.