Научная статья на тему 'СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ МАТЕРИАЛОВ ИЗ ЗАЩИТНЫХ СТРУКТУР И ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА КОНСТРУКЦИИ БРОНЕЗАЩИТЫ'

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ МАТЕРИАЛОВ ИЗ ЗАЩИТНЫХ СТРУКТУР И ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА КОНСТРУКЦИИ БРОНЕЗАЩИТЫ Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

CC BY
775
190
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
БРОНЕВАЯ СТАЛЬ / ДИСПЕРСНО-УПРОЧНЕННЫЕ И ВОЛОКНИСТО-АРМИРОВАННЫЕ КОМПОЗИТЫ / ДИСПЕРСНО-КЕРАМИЧЕСКАЯ БРОНЯ / СВЕРХВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫЙ ПОЛИЭТИЛЕН / БРОНЕКЕРАМИКА / БАЛЛИСТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Аннотация научной статьи по технологиям материалов, автор научной работы — Романовский Вячеслав Сергеевич, Мелихов Кирилл Владиславович, Изергин Николай Донатович

Приведен обзор и анализ современных защитных структур и техникоэкономическая оценка конструкций бронезащиты. Представлен принцип действия дисперсно-керамической брони. Получены зависимости толщины, стоимости и массы для бронепанелей 1800 мм на 480 мм по классам защиты Бр2, Бр3, Бр4.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по технологиям материалов , автор научной работы — Романовский Вячеслав Сергеевич, Мелихов Кирилл Владиславович, Изергин Николай Донатович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

COMPARATIVE ANALYSIS OF EXISTING MATERIALS FOR THE PROTECTIVE STRUCTURES AND FEASIBILITY STUDY FOR THE ARMORED STRUCTURES

Review and analysis of the contemporary protective structures and feasibility study of the armored structures were given. Relationships between thickness, cost and mass for the armored panels 1800 mm x 480 mm were obtained to satisfy different defense classes.

Текст научной работы на тему «СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ МАТЕРИАЛОВ ИЗ ЗАЩИТНЫХ СТРУКТУР И ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА КОНСТРУКЦИИ БРОНЕЗАЩИТЫ»

Филина Мария Александровна, бакалавр, filina. maria01@„mail. ru, Россия, Ростов-на-Дону, Донской государственный технический университет

LINGUISTIC APPROACH TO THE PROBLEM OF SUPPLIER SELECTION V.P. Dimitrov, I.N. Nurutdinova, M.A. Filina

A linguistic approach is proposed for solving the problem of optimal supplier selection. As a result of the analysis of the subject domain, significant criteria were identified and the corresponding linguistic variables were identified, basic and extended term sets were specified, and a linguistic variable was introduced that reflects the attractiveness of the supplier. Membership functions are obtained on the basis of expert information, characteristics of the consistency of expert information are calculated. For all possible variants of suppliers, production rules are formulated. A model example is considered that illustrates the optimal choice of a supplier based on the calculation of the attractiveness functions of suppliers as convex linear combinations of terms of membership functions for individual rules.

Key words: supplier choice, linguistic variable, membership function, consistency indicators.

Dimitrov Valery Petrovich, doctor of technical sciences, professor, head of department, kaf-qm@,donsnu.ru, Russia, Rostov-on-Don, Don State Technical University,

Nurutdinova Inna Nikilaevna, candidate of technical sciences, docent, nurut.inna@yandex.ru, Russia, Rostov-on-Don, Don State Technical University,

Filina Mariya Aleksandrovna, bachelor, _filina.maria01@,mail.ru, Russia, Rostov-on-Don, Don State Technical University

УДК 623.093

DOI: 10.24412/2071-6168-2022-6-87-97

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ МАТЕРИАЛОВ ИЗ ЗАЩИТНЫХ СТРУКТУР И ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА

КОНСТРУКЦИИ БРОНЕЗАЩИТЫ

В.С. Романовский, К.В. Мелихов, Н.Д. Изергин

Приведен обзор и анализ современных защитных структур и технико-экономическая оценка конструкций бронезащиты. Представлен принцип действия дисперсно-керамической брони. Получены зависимости толщины, стоимости и массы для бронепанелей 1800 мм на 480 мм по классам защиты Бр2, Бр3, Бр4.

Ключевые слова: броневая сталь, дисперсно-упрочненные и волокнисто-армированные композиты, дисперсно-керамическая броня, сверхвысокомолекулярный полиэтилен, бронекерамика, баллистические характеристики.

В связи с нестабильной обстановкой в некоторых регионах земного шара и вероятностью проведения диверсий и террористических актов к образцам военной техники, на современном этапе к ним предъявляются различные специальные требования.

Одним из таких требований является бронирование отдельных агрегатов и узлов мобильных транспортных комплексов от поражения огнем стрелкового оружия пулями различного исполнения, а также от осколков эквивалентной энергии.

87

Броня - это защитная структура, включающая в себя совокупность защитных элементов, поглощающих и рассеивающих энергию средств поражения, и, при необходимости, амортизатор для гашения динамических нагрузок, объединенных общим конструктивным решением.

Как показывает опыт использования специальной техники, в локальных и межрегиональных конфликтах основными поражающими элементами (ПЭ) являются пули ручного стрелкового оружия калибра 7,62 мм, а также осколки от ручных гранат, противопехотных мин и фугасов. В меньшей степени встречаются ПЭ крупных калибров 12,7 и 14,5 мм. [1]

Применение вышеперечисленных бронебойных средств поражения стало причиной принятия мер по повышению защищенности легкобронированной или небронированной техники. Перспективным путем, решения этой проблемы, наряду с традиционными методами, стала разработка многослойной комбинированной брони.

Целью статьи является сравнительный анализ существующих материалов из защитных структур и технико-экономическая оценка конструкций бронезащиты.

Сравнительный анализ существующих материалов из защитных структур. Для защиты специальной и военной техники, а также в средствах индивидуального бронирования (СИБ) используется следующие материалы и варианты бронирования: металлическая броня, металлокомпозитная броня, композитная и керамокомпозитная броня.

Немаловажным фактором при выборе материалов защиты является ее масса и стоимость. Анализ существующих вариантов брони производился на основании сопоставления защитных свойств-материалов, их стоимостных и массовых характеристик.

Металлическая броня. Защита объекта от пулевого и осколочного воздействия при помощи металлической брони осуществляется с использованием листов из броневой стали, высокопрочных алюминиевых или титановых сплавов.

Броневая сталь представляет собой среднеуглеродистую среднелегированную сталь мартенситного класса. Высокие прочностные характеристики броневых сталей достигаются в результате термообработки, включающей в себя закалку на мартенсит и низкий отпуск.

В качестве противопульных сталей применяются броневые стали высокой твердости с применением легирующих элементов хрома, никеля, молибдена, ванадия, кремния. В России основными броневыми сталями, широко применяемыми в противо-пульной защите, являются среднелегированные стали марок «44», Ц-85, «96». Из новых разработок можно отметить разработанные в «НИИ «Стали» стали «56», «44С», «44С-Св-Ш» и стали Ф-110, Б100СТ, разработанные в Московском Металлургическом Заводе «Серп и Молот» [2-4].

Усиление бронезащитных характеристик стали возможно за счет увеличения ее твердости. Увеличение твердости броневой стали ведет к ее охрупчиванию и при обстреле пулями такая сталь поражается по типу пролома или раскола. Это может привести к дополнительным затратам на замену панелей при проведении регламентных работ после их поражения. Поэтому выбор режимов термообработки бронестали имеет большое значение при обработке средств бронезащиты. Усиление бронезащитных характеристик стали возможно также путем создания биметаллической брони с внешним высокотвердым слоем НКС56...60 и тыльным вязким слоем HR.C45.52, который устраняет этот недостаток. Ее получают, например, методом сварки взрывом, пакетной прокаткой или другими способами.

Для облегчения конструкции брони используют различные сплавы, некоторые из них рассмотрены в статье:

- Экономнолегированный алюминиевый броневой сплав марки 1565ч, представлен на рис.1, предназначен для несущих деталей корпусов ЛБМ взамен более дорогих сплавов АБТ-101 и АБТ-102 которые относятся к термоупрочняемым деформируемым и сложнолегированным сплавам системы Al-Zn-Mg.

- Экономнолегированный титановый сплав марки VST-2В, который можно использовать для броневых деталей, в том числе и свариваемых, а также для деталей ходовой части легких броневых машин взамен более дорогих сплавов ВТ6, АБВТ20, ВТ23. Выплавка сплава производиться с использованием скрапа и низкосортного губчатого титана (ТГ-ТВ), что расширяет сырьевую базу для его производства и обеспечивает снижение стоимости проката.

Рис. 1. Экономнолегированный алюминиевый броневой сплав со сварным швом,

обстрелянный 9x19 мм патронами

Металлокомпозитная броня - это комбинированная защитная структура состоит из стальной бронепластины-преграды и расположенного за ней текстильного бронепакета из композиционного материала на основе арамидных тканей.

При попадании в такую бронезащиту пуля при пробитии стальной брони теряет большую часть энергии, разрушается сердечник пули, а прошедшие за нее остатки сердечника и часть бронепластины задерживается органопластиковым бронепакетом (подложкой).

Такая конструкция бронеэлементов позволяет уменьшить толщину стальной пластины на 1... 1,2 мм, что заметно снижает массу комбинированной защитной структуры, и дополняет ее текстильным бронепакетом. В качестве текстильного бронепакета применяется органопластиковая подложка из высокопрочной арамидной ткани в несколько слоев, пропитанных или непропитанных связующим, которая обеспечивает эффективную защиту совместно с металлической пластиной.

Например, в конструкции комбинированного бронепакета для защиты по классу Бр3 текстильные бронеэлементы, состоящие из 8-12 слоев арамидной пропитанной ткани, будут обеспечивать защиту от остатков сердечника пули, вторичных осколков и пробки брони, а металлическая броня толщиной 4,3+03 мм будет принимать на себя большую часть энергии пули.

Так же, например, для осколочной защиты вместо стальной бронепластины может использоваться титановый сплав. (Рис. 2)

Рис. 2 Бронеплита из титанового сплава с композитной подложкой и осколками от 122...155 мм ОФС и 40 мм ВОГ, а также показан имитатор осколка и V50

для каждой массовой группы

Композитная броня — основа для создания композитных материалов. Наиболее прочные защитные материалы в настоящее время делаются из волокон, к примеру, из углеволокна, арамидов или сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ, UHMWPE). В течение последних десятилетий было создано или усовершенствовано много композитных материалов, известных под зарубежными торговыми марками KEVLAR, TWARON, DYNEEMA, SPECTRA, а также отечественные варианты Руслан и Русар-С. Они изготавливаются в виде многослойных непропитанных пакетов либо в качестве армирующего компонента в составе композитной брони путем химического связывания волокон арамидных тканей или высокопрочного полиэтилена. В первом случае обеспечивается гибкость защитной композиции и максимальные защитные свойства от воздействия осколков боеприпасов и низкоэнергетический пуль. Второй случай реализуется в изделиях, в которых необходима конструкционная жесткость, однако, пропитка ткани связующим снижает противоосколочную стойкость защитной структуры. В связи с этим лучшим соотношением противоосколочной стойкости и массы обладает трехслойная защитная композиция, состоящая из наружной и внутренней композитной оболочек и размещенным между ними многослойным тканевым пакетом.

Тканевые материалы на основе волокон СВМПЭ в 1,5 раза превосходят ара-мидные волокона по удельной прочности и легче их на 40%, однако, экспериментальные исследования показали низкую противоосколочную стойкость тканевых защитных структур на основе СВМПЭ [5]. При этом композитные материалы на его основе превосходят по этому показателю арамидные композиты и сопоставимы с арамидными тканевыми структурами (Рис. 3). Причиной этому является принципиально иной характер взаимодействия бронематериалов на основе СВМПЭ волокна по сравнению с ара-мидными, что обусловлено их более низким коэффициентом трения и плотностью [6].

700

"я 600

| 500

о

0 «

§

1 400

I j

о

= 300 о

Рч

в

Рис. 3 Сравнение противоосколочной стойкости тканевых и композитных бронематериалов с содержанием полимерных волокон 4кг/м2.

Из-за низкого коэффициента трения в ткани при взаимодействии с имитатором осколка преобладает раздвижка нитей.

Данный процесс отличается крайне малой способностью поглощения энергии поражающего элемента. Как следствие уменьшается количество нитей, вовлекаемых в работу на растяжение до разрушения по сравнению с арамидными тканями.

СВМПЭ волокно наиболее полно реализует свои свойства будучи уложенными слоями без взаимного переплетения, причем наилучшими характеристиками обладают защитные структуры, где слои уложены ортогонально, а в качестве связующего используются высокоэластичный материал. Иногда используют комбинацию свойств арамидных тканей и композитов на основе СВМПЭ (Рис. 4), такие комбинированные экспериментальные бронепанели из отечественного СВМПЭ и арамидным композитом были рассмотрены в анализе технико-экономических характеристик данной статьи.

90

о +

¡3 «

ЕТ f— S* s и о о Si m С 2 О о о о.

СЗ О* < я О. <? m с £ ер

^ ш о и

Ткань Композит

а б в г

Рис. 4. Образцы бронепанелей из: а — СВМПЭ+Арамид обеспечивающая защиту по Бр3; б — СВМПЭ+Арамид обеспечивающая защиту по Бр2; в — СВМПЭ обеспечивающая защиту по Бр2; г — СВМПЭ обеспечивающая защиту по Бр3

Керамокомпозитная броня, несмотря на высокую стоимость, находит все более широкое применение в защите объектов. Однако, эта защита используется, в основном, для защиты от высокоэнергетических средств поражения с высокой проникающей способностью пули и других поражающих элементов, т.е. класс защиты Бр4 и выше.

К керамикам относят материалы, получаемые спеканием или горячим прессованием порошков минеральных веществ. Для изготовления бронеэлементов используют оксидную, карбидную, боридную, нитридную и смесевые керамики.

Физические и механические свойства керамик определяются характером химической связи и кристаллической структурой. Химическая связь в керамиках является ионной иди смешанной ионно-ковалентной, что объясняет ее низкую пластичность и высокую твердость, жесткость, а также относительно высокий предел прочности при сжатии [7].

Свойства керамических материалов, которые могут применяться для изготовления керамических бронепанелей, приведены в табл. 1.

Таблица 1

Баллистические и механические характеристики основных типов броневой керамики, получаемой различными технологическими методами^[7]_

Керамика Плотность, г/см3 Твердость (НУ), ГПа Трещино-стойкость, МПа-м1/2 Модуль Юнга, ГПа Предел прочности при изгибе, МПа

Оксид Характеристика оксида

АЮз Реакционно-связанный 3,60-3,95 12-18 3,0-4,5 300-450 200-400

АЮз--ZrO4 Реакционно-связанный 4,05-4,40 15-20 3,8-4,5 300-340 350-550

SiC Реакционно-связанный 3,10-3,20 22-23 3,0-4,0 400-420 300-340

SiC Горячепрессованный 3,25-3,28 25-27 5,0-5,5 440-450 600-730

SiзN4 Горячепрессованный 3,20-3,45 16-19 6,3-9,0 300-320 690-830

В4С Горячепрессованный 2,45-2,52 29-35 2,0-4,7 440-460 200-360

ТВ2 Реакционно-связанный 4,55 21-23 8,0 550 350

ТВ2 Горячепрессованный 4,48-4,51 22-25 6,7-6,95 550 270-400

АШ Горячепрессованный 3,26 12 2,5 330-350 350

Керамокомпозитная броня состоит из высокотвердого керамического слоя и из расположенного за ним энергоемкого композитного слоя. При применении в элементах защиты монопанелей из керамики их существенным недостатком является низкая живу-

честь - способность сохранять защищающую способность при попадании нескольких пуль. Поэтому в конструкции броне панели керамический слой многослойных защитных структур изготавливают из отдельных керамических монопанелей с размерами сторон 50...100 мм, толщиной 7...9 мм, которые приклеиваются к композитной или металлической подложке. Для предотвращения передачи трещин соседним элементам между ними оставляют небольшой зазор (около 0,5 мм), который заполняется эластомером. С целью предотвращения разлета и удержания разрушенной керамики и осколков пуль, к лицевой поверхности керамического слоя приклеивается несколько слоев пропитанной органической ткани.

Защитное действие внешнего керамического слоя сводится к разрушению головной части пули, увеличению площади воздействия на последующие слои преграды и поглощению части кинетической энергии остатков пули в процессе ее торможения в уже разрушенном керамическом слое. Поскольку ударно-проникающее воздействие пули сопровождается (через некоторое время задержки) образованием разрушенного керамического конуса, то для его удержания в сжатом состоянии и предотвращения разлета образующихся фрагментов необходима достаточно прочная и энергоемкая подложка, поглощающая остаточную кинетическую энергию пули и керамического конуса в процессе своего деформирования. (Рис. 5 и 6).

Рис. 5. Реальный образец (а) и схематическое изображение (б) процесса взаимодействия поражающего элемента (пули) и керамокомпозитной брони

Керамический экран обеспечивает разрушение поражающего элемента (пули, осколка) и уменьшает плотность потока энергии, воздействующей на защитную панель.

Рис. 6 Рентгеновский снимок, показывающий временные данные воздействия 7,62-мм сердечника пули АРМ2 на карбид бора

92

Существенным недостатком керамических монопанелей является их низкая живучесть - при попадании нескольких пуль панель разрушается.

Кроме этого керамокомпозитная броня обладает еще одним существенным недостатком - это высокая трудоемкость и технологическая сложность механической обработки (разрезки, фрезеровки, сверления отверстий и т.д.). Это связано с очень высокой твердостью керамики и необходимостью использовать уникальный дорогостоящий режущий инструмент, специальные насадки и т.д. Это приводит к резкому увеличению стоимости изделий из керамокомпозитной брони.

Одним из вариантов органо-керамической брони является дисперсно-керамическая броня (ДКБ). Требуемый защитный эффект, которой достигается за счет конструктивных особенностей.

Дробяще-отклоняющий слой представляет собой своеобразную кристаллическую решетку - систему из керамических элементов, связанных между собой полимером. Нижний (задерживающий) слой выполнен из арамидной ткани и металла (Рис. 7).

Рис. 7. Дисперсно-керамическая броня со следами от пули 7,62 мм выпущенной с дистанции 10 м

Принцип защитного действия ДКБ заключается в следующем. При встрече с керамическим элементом пуля начинает разрушаться (дробиться) и отклоняться от траектории полета. При этом большая часть ее энергии расходуется на приведение в колебательное движение соседних керамических элементов, что в принципе напоминает "бильярдный эффект". В результате этого "ослабленная", полуразрушенная пуля и образовавшиеся при этом, осколки легко задерживаются последующим нижним слоем.

Защитный эффект в этом случае достигается не за счёт упрочнения брони, а в результате рассеивания энергии бронебойного сердечника в плоскости этого слоя и отклонения его от первоначальной траектории, так как внешний дробяще-отклоняющий слой не является сплошным и высокопрочным.

В действительности, контактная точка между двумя или тремя керамическими элементами на панели является самой прочной зоной, выдерживающей ударное воздействие.

По сравнению с органокерамической монопанельной броней, ДКБ имеет ряд весьма важных для ее практического применения и неоспоримых преимуществ. В их числе:

- меньшая общая стоимость в сравнении с органокерамической монопанельной броней; более простая, а, следовательно, и надежная технология изготовления;

- высокая живучесть, при которой количество допустимых попаданий на один кв.м. площади сравним с аналогичными показателями стальной брони;

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

- низкий так называемый "краевой" эффект, при котором ослабленная зона у края брони в 2-4 раза меньше, чем у органокерамической монопанельной брони; высокая эксплуатационная надёжность и длительное сохранение защитных свойств в процессе эксплуатации;

- высокая ремонтопригодность, позволяющая производить быстрое и простое устранение боевых повреждений (броню можно ремонтировать в полевых условиях). Достаточно вынуть поврежденный керамический элемент, вставить новый, нанести необходимое количество упругого связующего и дать полимеризоваться. После этого такая броня имеет те же защитные свойства, что и до повреждения.

Технико-экономическая оценка конструкций бронезащиты. Рассмотренные варианты бронезащиты представлены в табл. 2. Все материалы разделены по классам бронирования по ГОСТ Р 50744-95. В данной статье рассматривались только классы защиты Бр2, Бр3 и Бр4 т.к. в них представлен самый широкий выбор вариантов защитных структур. Так же в табл. 2 приведены результаты расчетов необходимой толщины защитной структуры для обеспечения соответствующего класса защиты. Оценочная стоимость приведена в ценах 2020 года.

В стоимость бронезащиты не включена стоимость изготовления технологической оснастки, необходимой для изготовления защитных панелей, а также элементов крепления.

Для технико-экономической оценки рассмотренных материалов рассчитывалась масса и стоимость двух бронепластин 1800 мм на 480 мм, результаты представлены в табл. 3 и распределены оп классам бронирования.

Анализ технико-экономических характеристик рассмотренных вариантов бро-незащиты показывает, определенную зависимость между стоимостью и массовым характеристикам, так самым дешевым вариантом для любого класса защиты является бронесталь, но она так же имеет самую большую массу.

Для классов защиты Бр2 и Бр3 самым легким материалом является СВМПЭ, так же как и самым дорогим. Это обусловлено тем, что материал для изготовления броне панелей поставляется из-за рубежа, на данным момент серийное изготовление волокон СВМПЭ из российского сырья не налажен [5]. Для этих двух предельных вариантов по соотношению масса-стоимость видна зависимость, что при увеличении стоимости бронирования примерно в 7 раз, обеспечивается снижение массы примерно в 3 раза для Бр2 и увеличение в 10 раз по стоимости и уменьшение менее чем в 2 раз по массе для Бр3.

Таблица 2

Сводная таблица технико-экономических характеристик различных __вариантов брони___

Класс защиты и средство поражения Материал / структура Поверхностная плотность, кг/м2 Толщина защитной структуры, мм Оценочная стоимость руб./1м2 с НДС

Бр2 9x21 мм патрон с пулейП СВМПЭ 8 8 50 000 Р

СВМПЭ+Арамид 11 12 30 000 Р

Алюминий 16 5.9 30 000 Р

Титан 14 3.1 50 000 Р

Сталь броневая 20 2.6 7 000 Р

БрЗ 9x19 мм патрон с пулей Пст Титанкерамическая броня с композитным подпором 23 5.1 120 000 Р

СВМПЭ 22 22 130 000 Р

СВМПЭ+Арамид 26 24 75 000 Р

Алюминий 33 12.2 90 000 Р

Титан 32 7.0 125 000 Р

Сталь броневая 39 5.0 12 000 Р

Окончание таблицы 2

Класс защиты и средство поражения Материал / структура Поверхностная плотность, кг/м2 Толщина защитной структуры, мм Оценочная стоимость руб./1м2 с НДС

Бр4 5,45x39 мм патрон с пулей ПП, 7,62x39 мм патрон с пулей ПС Титанкерамическая броня с композитным подпором 42 9.2 160 000 Р

Титан 50 11.0 200 000 Р

Керамика на основе корунда на композитной подложке 40 19 140 000 Р

Керамика на основе Карбида кремния на композитной подложке 35 18 240 000 Р

Керамика на основе карбида бора на композитной подложке 21 19 360 000 Р

Сталь броневая 52 6.7 17 000 Р

450

415

Цена, тыс.руб

Масса, кг

346

276

200 150 100 50 0

242 Р225 207 А216 1 \

156

130

12

90

29

2 8 з8

о 8 « 8

н н 8

« 8 8

м О 8 & < + Л н 2

о

» В

и

№ = о со

и

&

ю

»

и

и

Т

«

&

и

»

Я

Л

н

н

2 2 8

о о «

н н н

8 8 8

м м н

О О

8 8

о о

» »

и и

« №

п 8

я о

>> &

& ю

о » №

¡и ^

а и

о и

Я Т

и 8

о

« «

8 &

ез » Я а » я Л н

« 8

& а н

И

н

и

Бр2

БрЗ

Бр4

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Рис. 8. Результаты расчета массы и ориентировочной цены защитного материала необходимого для изготовления двух пластин 1800 мм на 480 мм

Для Бр4 композитные материалы без твердого разрушающего слоя не используются, это обусловлено высокой скоростью и соответственно высокой энергией поражающего элемента (ПЭ), при таких характеристиках ПЭ отличительные свойства композитов не работают и имеет смысл использовать керамическую броню, а композиты использовать только как подложку для улавливания осколков и поглощения остаточной кинетической энергии пули и керамического конуса. Керамика на основе корунда дает снижение массы более чем на 24%, на основе карбида кремния более чем на 30%, а на основе карбида бора на 60% (в табл. 3 не показана), при увеличении стоимости более чем в 8, 14 и 21 раз соответственно.

Отдельно хотелось бы отметить вариант с использованием СВМПЭ+Арамид (Рис. 4, а), т.к. в сравнении с СВМПЭ (Рис. 4, г) при увеличении массы на 18-19%, стоимость уменьшается более чем на 40%, но данный материал не может использоваться как конструкционный, поэтому корпусные детали для легко бронированной техники делают из бронеалюминия, и рассматривать его можно только в качестве навесной брони.

Исходя из произведенного анализа, можно сделать вывод, что там, где снижение массовых характеристик является первоочередной задачей, например, в СИБ, авиации или техники предназначенной для воздушно десантных войск, имеет смысл повышения затрат на бронирование, потому что увеличение стоимости бронирования в более чем 10 раз не сильно влияет на конечную стоимость изделия, которая достигают сотни миллионов рублей.

Список литературы

1. Зарайский Д.А. Проблемные вопросы защищенности легкобронированной техники воздушно-десантных войск. М.: Военно-специальные науки, 2019. 209 с.

2. Григорян В.А., Кобылкин И.Ф., Маринин В.М., Чистяков Е.Н. Материалы и защитные структуры для локального и индивидуального бронирования; под ред.

B.А.Григоряна. М.: Изд. Радио Софт, 2008. 406 с.

3. Кудрявцева Н.С., Легкодух А.М., Матевосян А.П., Фанасова Е.И. Подходы к созданию особо прочных сталей для противопульной брони // Труды третьей Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные проблемы защиты и безопасности», С-Петербург, НПО «Спецматериалы», 2000.

4. Гладышева С.А., Григорян В.А., Егоров А.И., Заря Н.В. Сверхвысокопрочная броневая сталь марки «44С» // Девятая международная научно-практическая конференция «Новейшие тенденции в области конструирования и применение баллистических материалов и средств защиты». Москва. ОАО «НИИ «Стали», 2007.

5. Шкуренко С.И., Галицын В.П., Ро Е.А., Соколов А.В., Заикин С.В. Состояние разработки и свойства отечественных СВМПЭ волокон и композитов на их основе. // Сборник трудов XVI всероссийской научно-практической конференции «Новейшие тенденции в области разработки бронезащитных и конструкционных композитных материалов». Ялта, 2019. С. 29 - 31.

6. Заикин С.В., Крайнов А.С. Особенности разработки и применения композитной брони на основе арамидных и полиэтиленовых волокон // Сборник трудов XVI всероссийской научно-практической конференции «Новейшие тенденции в области разработки бронезащитных и конструкционных композитных материалов». Ялта, 2019.

C. 43 - 46.

7. Гаршин А.П., Кулик В.И., Нилов А.С. Ударопрочные материалы на основе технической керамики: достижения и перспективы повышения их баллистической эффективности. М.: Новые огнеупоры. Научные исследования и разработки. 2016. №4. 53 с.

Романовский Вячеслав Сергеевич, инженер-конструктор, V.mawa09@mail.ru, Россия, Коломна, АО «НПК«КБМ»,

Мелихов Кирилл Владиславович, старший преподаватель, me-likhov_kv@yoenmeh.ru, Россия, Санкт-Петербург, БГТУ «ВОЕНМЕХ» им. Д.Ф. Устинова,

Изергин Николай Донатович, д-р техн. наук, профессор, izerginnikolavv@ ramhler.ru Россия, Рязань, Рязанское воздушно-десантное командное училище

COMPARATIVE ANALYSIS OF EXISTING MATERIALS FOR THE PROTECTIVE STRUCTURES AND FEASIBILITY STUDY FOR THE ARMORED STRUCTURES

V.S. Romanovsky, K.V. Melikhov, N.D. Izergin

Review and analysis of the contemporary protective structures and feasibility study of the armored structures were given. Relationships between thickness, cost and mass for the armored panels 1800 mm x 480 mm were obtained to satisfy different defense classes.

Key words: armor steel, dispersion-strengthen and fiber composite materials, dispersion-strengthen ceramic armor, ultra high molecular weight polyethylene, ballistic performance.

Romanovsy Vyacheslav Sergeevich, design engineer, V.mawa09@mail.ru, Russia, Kolomna, JSC «NPK «KBM»,

Melikhov Kirill Vladislavovich, senior lecturer, melikhov_kv@,voenmeh. ru, Russia, Saint-Petersburg, BSTU «VOENMEH» named after D.F. Ustinov,

Isergin Nikolai Donatovich, doctor of technical sciences, professor, izerginniko-layy@ramhler.ru, Russia, Ryazan, Ryazan Airborne Military Academy

УДК 004

DOI: 10.24412/2071-6168-2022-6-97-101

МЕТОД СТРУКТУРНО-ЛОГИЧЕСКОГО АНАЛИЗА ОШИБОК ОБУЧАЕМЫХ В КОНТРОЛИРУЮЩИХ ПРОЦЕДУРАХ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ

ОБУЧАЮЩИХ СИСТЕМАХ

С.А. Багрецов, В.М. Калуга

Решается задача определения минимальной совокупности операций, подвергаемых контролю, в ходе решения обучаемым учебных задач. Принимается во внимание, что выполняемые операции взаимосвязаны, а результаты их выполнения оцениваются бинарным методом. Совокупность операций рассматривается как отображение линейной оболочки векторов, а решение задачи сводится к определению её характеристического множества.

Ключевые слова: множество операций, отношение обобщения, характеристическое множество, собственный вектор.

В настоящее время теория, методы и технологии построения систем контроля знаний обучаемых развиты достаточно хорошо. Исследования в этой области научных знаний продолжаются с высокой интенсивностью, охватывая всё новые и новые формы представления ответов обучаемых, отражающих последовательные уровни усвоения

97

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.