WWW.BOOK.LIB-I.RU
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - Электронные ресурсы
 

«Электронный журнал «Труды МАИ». Выпуск № 65 УДК 629.7.002 (075.8) Разработка многослойных комбинированных структур ...»

Электронный журнал «Труды МАИ». Выпуск № 65 www.mai.ru/science/trudy/

УДК 629.7.002 (075.8)

Разработка многослойных комбинированных структур для

защиты летательных аппаратов от поражения стрелковым

оружием

Ларин А. А.1*, Резниченко В. И.2, Артемьев А. В.2**

Московская академия рынка труда и информационных технологий (МАРТИТ), ул.

Молодогвардейская, 46, крп.1, Москва, 121351, Россия

Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет), МАИ, Волоколамское шоссе, 4, Москва, А-80, ГСП-3, 125993, Россия * e-mail: kmit@martit.ru **e-mail: sigma_mai@mail.ru Аннотация Представлена методика разработки многослойных бронезащитных конструкций для обеспечения требуемого уровня защищенности объекта от воздействия стрелкового оружия калибром до 12.7мм. Рассмотрены механизмы поглощения энергии удара различными материалами, в том числе композиционными. Методика позволяет проводить мероприятия по весовой оптимизации брони.

Ключевые слова: композиционные материалы, бронезащита, комбинированные структуры, летательные аппараты, вооружение Комбинированная многослойная бронеконструкция характеризуется наличием в е структуре разнотипных материалов, имеющих разную природу, характер энергопоглощения и разрушения от ударного воздействия. Для разработки защитных конструкций под требования заказчика необходимо проведение моделирования в конечноэлементных комплексах, натурные испытания тестовых образцов, а также выработка комплексных теоретических методик, позволяющих получать исходные толщины, геометрические и весовые параметры спроектированной бронеконструкции.



Одной из методик для разработки защитных конструкций является оценка энергопоглощения вплоть до разрушения различных материалов, применяемых в изделии.

Основываясь на допущениях о недеформируемости сердечников из термоупрочненной стали или карбида вольфрама, а также на принципе минимальной траектории поражающего элемента в объеме защитной панели, методика позволяет оценить остаточную энергию ударника после прохождения любого слоя по толщине брони, что позволяет спроектировать наиболее эффективную броневую защиту.

Энергетический анализ процесса взаимодействия пули и брони на основе текстильных материалов Для поражающего элемента кинетическая энергия пули запишется в виде: Екин =.

Эта энергия при продвижении ударника в текстильной броне расходуется на следующие составляющие процессы пробития:

1) работа деформирования нитей при их растяженииАдеф,

2) работа сил трения при перемещении ткани в продольном направлении (вытягивание нитей)Атр1,

3) работа сил трения при перемещении ткани в поперечном направлении (раздвигание нитей)Атр2,

–  –  –

слов ткани в пакете, определяется свойствами ткани и скоростью удара кинетического элемента по пакету.

Аналитически можно выделить следующие компоненты энергомкости, включающие в себя: изменение скорости продольных волн за счет извитости пакета, эффективную площадь взаимодействия материала с пулей,деформативность волокон,скорость продольной волны,поверхностную плотность ткани,диаметр поражающего элемента,число слов в пакете,скорость кинетического поражающего элемента.

Теоретическая формула для определения баллистической мкости:

–  –  –

где =0,75 - коэффициент учета изменения скорости распространения продольных волн за счет извитости, = 1..1,25 - коэффициент вовлечения материала в работу под КПЭ, = 1 р 1 – к-т пропорциональности, р имеет размерность %/100,





- скорость продольной волны в материале, определяемая по следующей формуле:

=

–  –  –

Введены следующие допущения:

- масса поражающего элемента не изменяется,

- диаметр поражающего элемента не меняется (не происходит расплющивания материала элемента, то есть не идет дополнительное вовлечение в работу материала преграды из-за увеличения площади контакта непосредственно под поражающим элементом).

–  –  –

=

–  –  –

При проектировании броневых панелей, включающих в себя тканые материалы различной природы и свойств (например, СВМ+Армос), кинетическая энергия поражающего элемента поглощается слоями последовательно, соответственно имеется возможность оценить с определенными допущениями скорость поражающего элемента после пробития каждого из слов.

–  –  –

Как видно из приведенной формулы, энергомкость определяется скоростью распространения упругих волн в нитях тканевой основы, влияние же связующего проявляется именно в снижении скорости распространения волн и повышении поверхностной плотности материала.

Введем понятие объемной доли армирующего компонента в тканевом пропитанном монослое, обозначив его, тогда объемная доля смолы задастся в виде 1-.

–  –  –

где - это массовая доля связующего относительно массы сухих нитей.

Скорость распространения продольной волны в нити, окруженной связующим, то есть находящейся в составе пластика, может быть найдена в соответствии со следующей формулой:

–  –  –

Различают три типа пробивания металлических преград ударниками:выбивание пробки из преграды, пластическое деформирование преграды с радиальным течением материала, пластическое деформирование преграды с образованием тыльной выпучины и е разрушением по следующим типам:а) срезания пробки, б) образования лепестковой пробоины, в) пластического отгибания закраин.

При пробивании преграды недеформируемым ударником в зависимости от соотношения толщины преграды и диаметра ударника реализуются следующие механизмы:

1) при 1,17 срезанию пробки предшествует внедрение ударника в преграду на глубину 1,17 ;

2) при 0,58 1,17 пробивание преграды осуществляется по механизму срезания пробки.;

3) при 0,58 пробиванию преграды предшествует образование тыльной выпучины с последующим выбиванием пробки или проколом с образованием лепестков.

В таблице 1 приведены значения диаметров ударников патронов отечественного стрелкового вооружения различного калибра, наиболее часто используемый в локальных конфликтах для поражения летательных аппаратов различного назначения.

Таблица 1. Диаметры сердечников для патронов

–  –  –

Таким образом, для определения типа пробития и выбора соответствующей формулы для описания работы ударника по пробитию бронеструктуры необходимо руководствоваться следующим порядком действий:

1) при 1,17 работа пробития: А = А1 + А2

–  –  –

При этом после прохождения лицевого листа, на котором произошло "срабатывание" пули, кинетический поражающий элемент имеет размеры, характеризуемые диаметром сердечника, однако предлагается часть массы оболочки пули присоединить к массе сердечника, повысив тем самым кинетическую энергию элемента.

Таким образом, на лицевом металлическом листе слоистой бронепреграды происходит потеря кинетической энергии, уменьшение диаметра поражающего элемента с пулип до сердечника.

–  –  –

Основными критериями энергомкости металлических элементов конструкции броневых элементов являются: толщина листа (отношение толщины к диаметру сердечника или же диаметру пули при отсутствии сердечника), предел текучести материала.

Соответственно направления повышения баллистической стойкости металлических бронелистов заключаются либо в повышении физико-механических свойств материалов, либо в использовании листов большой толщины, что позволит увеличить энергомкость преграды за счет включения механизмов внедрения ударника в преграду и выбивание пробки, являющихся наиболее энергомкими.

В то же время увеличение толщины неизбежно ведет к повышению веса броневой конструкции; одним из вариантов решения данного вопроса может быть использование броневых алюминиевых и титановых листов.

–  –  –

- объем вовлеченного в разрушение материала.

Будем считать соотношение входного и выходного отверстий от кинетического поражающего элемента равным 1 к 2, то есть по механизму конусного раскрытия пробоины.

–  –  –

На значение диссипации энергии в керамике большое влияние оказывает е толщина и жесткость материала подложки, а также методы удерживания осколков керамической плиты путем оклейки е сухими и пропитанными тканями.

–  –  –

Предлагаемый подход к проектированию комбинированных структур для защиты летательных аппаратов от стрелкового вооружения позволяет применять большое количество видов материалов, различных по своей природе и характеру разрушения, при этом обеспечивается возможность весовой оптимизации конструкции, а также, при соответствующем дополнении - и стоимостной оценки разработок.

Библиографический список

1. Дудченко А.А., Елпатьевский А.Н., Лурье С.А., Фирсанов В.В. «Анизотропные панели

– плоская задача: Учеб.пособие» - М.: Изд-во МАИ, 1991. – 96с.

2. Фомин В.М., Гулидов А.И., Сапожников Г.А. и др. "Высокоскоростное взаимодействие тел" - Изд-во СО РАН, 1999.

3. Григорян В.А., Кобылкин И.Ф., Маринин В.М., Чистяков Е.Н. "Материалы и защитные структуры для локального и индивидуального бронирования", М.: Радиософт, 2008. с.

4. Маринин В.М., Хромушин В.А. "Определение характеристик энергомкости защитных конструкций на основе текстильной брони при баллистическом ударе". Экстремальное состояние вещества. Детонация, Ударные волны - Труды международной конференции




Похожие работы:

«ООО ТЕХНОС-М+ Нижегородский филиал БАТАРЕИ ГАЗОВОГО ПОЖАРОТУШЕНИЯ типа Б-МГП "АТАКА" Паспорт 4854-001-18452760-03-Б.ПС Руководство по эксплуатации 4854-001-18452760-03-Б.РЭ Заводской номер батареи Б 3243-10-12 2013 год Система менеджмента качества сертифицирована орган...»

«Введение Поступай по своей воле — вот весь Закон. Телемитская магика? Почему телемитская? Разве может быть магия не просто магией? И что такого особенного в этом телемитском "наполнителе"? За прошедшие годы все эти воп...»

«77. Буди же милость Твоя, да утешит мя, по словеси Твоему рабу= Твоему=. Едина от жен без болезней родих Тя, Чадо, ныне же терплю Страстию Твоею болезни нестерпимыя: глаголаше Чистая.78. Да приидут мне щедроты Твоя, и жив буду, я...»

«Аксессуары Volkswagen Das Auto. Неограниченное удовольствие от поездки. Аксессуары для Touareg. Движение завораживает. Вряд ли есть еще одна тема, более интересная для людей. Потому чт...»

«ДОГОВОР № -16 Транспортной экспедиции г. Королев " " _ 2016 г. ООО "ТА Перегонщик" в лице Генерального директора Нуждина Александра Олеговича, действующего на основании Устава, именуемое в дальнейшем "Экспедитор", с одной стороны и (ФИО), именуемый в дальнейшем "Клиент", с другой стороны, а совместно именуемые "Стороны", зак...»

«У тверж даю Директор Псковского областного колледжа искусств имени Н А. Римского-Корсакова 3.14. Инанона (приказ № от S ПОЛОЖЕНИЕ об отделе воспитательной работы и социальной защиты студентов 1. Общие положения 1.1. Организационнопрактическое обеспечение воспитательной деятельно...»

«ДИСКУСІЙНІ ПОВІДОМЛЕННЯ УДК 001.895; 351.746; 316.422 А.А. МОРОЗОВ, В.И. ДЖЕЛАЛИ К КОНЦЕПЦИИ ИННОВАЦИОННОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ НАЦИОНАЛЬНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ (ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЕ ЗАМЕЧАНИЯ, ИССЛЕДОВАНИЕ). Ч. 2 Анотація. Показані необхідність...»

«Приложение № 1 Сертификат ценных бумаг серии БО-01 ОБРАЗЕЦ Лицевая сторона Акционерная компания "АЛРОСА" (открытое акционерное общество) Место нахождения: Российская Федерация, Республика Саха (Якутия), город Мирный, ул. Ленина, 6 Почтов...»

«Памятка для родителей О защите детей от информации, причиняющей вред их здоровью и развитию. С 1 сентября 2012 года вступает в силу Федеральный закон Российской Федерации от 29 декабря 2010 года № 436-ФЗ "О защите детей от информации, причиняющей вред их здоровью и развитию". Кроме того, принят...»

«Киноаппараты Кварц Каталог Киноаппараты Кварц Семейство киноаппаратов на одинарную или двойную 8-мм кинопленку. Название марки на латинице: Quarz. 8-мм киноаппараты относились к исключительно любительской категории – малая площадь кадра не позволяла достигать больших...»









 
2017 www.book.lib-i.ru - «Бесплатная электронная библиотека - электронные ресурсы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.