|
||||||||||||||||||||
|
СТОЙКОСТЬ И ВЕС ПРОТИВОПУЛЬНЫХ ПРЕГРАД ИЗ СТЕКЛОТЕКСТОЛИТА НА ОСНОВЕ ПОЛИВИНИЛБУТИРАЛЯ
Канд. техн. наук И. И. ТЕРЕХИН, инж. В. П. ВАСИН, инж.
В. З. ВИШНЕВСКИЙ, канд. техн. наук П. З. ЛИ канд. техн. наук Т. М.
ЛУКОВЕНКО, инж. А. Н. БЕЛОБО РОДЬКО
Вестник бронетанковой техники. 1967. №2
Возросшие требования к
защите легких танков и бронетранспортеров и строгое ограничение веса этих машин
заставляют искать пути усиления стойкости бронирования и снижения его веса за
счет применения новых материалов. В последние годы за рубежом и в Советском
Союзе делались предложения и проводились работы по применению специальных
стеклопластиков для бронекорпусов легкобронированных машин с целью уменьшения
их веса или усиления защиты.
В связи с этим представляет
интерес изучение зависимостей защитных и весовых характеристик противопульных
преград из стеклопластиков от условий обстрела (калибр и тип пули, угол обстрела
и др.) и сравнение этих зависимостей с соответствующими зависимостями для
стальной брони и брони из алюминиевых сплавов.
Методика испытаний
Из большого числа
предварительно испытанных стеклопластиков, изготовленных на различных видах
смол, с различными структурами стеклонаполнителей, для подробного исследования
был выбран разработанный в НИИПластмасс стеклотекстолит на стеклоткани ТУ 16/13
и смоле поливинилбутираль [1], отличающийся удовлетворительной живучестью при
обстреле пулями.
Содержание смолы в этом стеклотекстолите составляло 18—20%.
Плиты для испытаний толщиной от 25 до
ности при растяжении параллельно слоям — 28—33 кг/мм3,
перпендикулярно слоям — 0,01,2 кг/мм2;
предел прочности при сжатии параллельно слоям — 13—15 кг/мм2,
перпендикулярно слоям 24—28 кг/мм2;
удельная ударная вязкость 2,5—2,8 кгм/см2; твердость по Бринеллю — 40—60
кг/мм2.
Карточки стеклотекстолита
различной толщины оостреливались по нормали и под углами бронебойными пулями
Б-32 калибра 7,62 и
Зависимости, полученные в
результате этих испытаний, сравнивались с соответствующими зависимостями для
стальной противопульной брони марки 2П и брони из алюминиевого сплава Д-20 [2].
Данные о механических свойствах этих типов металлической брони приведены в
таблице.
Механические свойства
противопульной стальной брони марки 2П и брони из алюминиевого сплава Д-20
Фиг. 1. Характерные
виды поражений стеклотекстолитовых
преград при обстреле бронебойными пулями:
а — лицевая сторона; б — тыльная сторона.
Результаты испытаний
Результаты испытаний
стеклотекстолитовых карточек обстрелом бронебойными пулями Б-32 калибров 7,62 и
Как видим, во всем
рассматриваемом диапазоне изменения скорости испытания пулями преграды из
стеклотекстолита имели вес меньший, чем равностойкие преграды из стальной брони
2П. Разница в весе мало изменялась с увеличением Vпкп от 400 до 700 м/сек. Относительная экономия веса, получаемая на
стеклотекстолитовых преградах в сравнении со стальными, существенно зависела от
Vпкп и в случае обстрела пулями Б-32 калибра изменялась от 44% при Vпкп около 400 м/сек до 14,5% при Vпкп около
800 м/сек и калибра
Результаты испытаний
карточек стеклотекстолита путем обстрела пулями под углами и соответствующие
данные по стальной и алюминиевой броне приведены на фиг. 3 в координатах: угол
встречи пули с преградой (α) — произведение веса
Как видим, с увеличением
угла обстрела от 0 до 50° величина P · cos α при
постоянном значении Vпкп непрерывно
уменьшалась. Однако для каждого материала преграды ход этих кривых имел свои
особенности. Для стальной брони 20 характерным являлось довольно интенсивное
уменьшение величины P · cos α, начиная со сранигельно малых углов
обстрела (5—8°) и до угла обстрела 30—35°, а для алюминиевого сплава Д-20—начиная
с 30 и до 50°. Стеклотекстолитовые преграды занимали промежуточное положение
между стальными и алюминиевыми преградами: для них характерным было
сравнительно равномерное уменьшение величины P · cos α с увеличением а от 0 до
50°.
Различие в ходе кривых на фиг. 3 приводило к тому, что соотношение между весовыми характеристиками
преград из рассматриваемых материалов, полученное в результате испытаний
обстрелом по нормали, сильно менялось при сравнении веса преград в случае
обстрела под углами. Весовое преимущество стеклотекстолитовых преград в
сравнении со сталью 2П наблюдалось в диапазоне углов взаимодействия 0—25° при
обстреле пулями Б-32 калибра
При дальнейшем увеличении
углов обстрела до 50° стеклотекстолитовые преграды становились даже несколько
тяжелее равностойкой стальной брони, практически сравниваясь с ней по весу при
углах обстрела 50—70°.
В сравнении с броней из
сплава Д-20 стеклотекстолитовые преграды имели преимущество по весу в диапазоне
углов обстрела от 0 до 50°, несколько уступая им при углах обстрела 50—70° (обстреле пулей калибра
Фиг.
2. Весовая характеристика
по нормали бронебойно-зажигательными пулями: а — калибра
1 — сталь 2П; 2 — алюминиевый сплав Д-20; 5 —
стеклотекстолит на смоле ПВБ.
Фиг.
3. Весовая характеристика
обстреле иод углами бронебойно-зажигальными пулями:
а — калибра
1 — сталь 2П; 2 — алюминиевый сплав Д-20; 3 — стеклотекстолит
на смоле ПВБ.
Более
высокая противопульная стойкость преград из стеклотекстолита, так же как и
брони из алюминиевого сплава Д-20 в сравнении со стойкостью стальной брони 2П
при обстреле бронебойными пулями по нормали связана с более высоким удельным
весовым сопротивлением вытеснению материала програды, т. е. на вытеснение
единицы веса стеклотекстолита и алюминиевого сплава расходуется большая
энергия, чем на вытеснение такого же количества по весу стальной брони [3].
Это повышение удельного
сопротивления вытеснению единицы веса на преградах из рассматриваемых легких
материалов связано, в первую очередь, с влиянием глубинного фактора
(увеличение сопротивления прониканию пули в глубине преграды по сравнению с
сопротивлением вблизи лицевой и тыльной поверхности). Влияние глубинного
фактора проявляется при значениях отношения толщины преграды к диаметру
сердечника пули d более 2-х [4]. Легко подсчитать, что карточки из
стеклотекстолита и алюминиевого сплава, испытывавшиеся по нормали, имели
толщину, равную 4—8 d, а равные им по стойкости стальные карточки — 1,5—2 d.
Фиг. 4. Троектория
пули в преграде из стеклотекстолита при
обстреле под углами (стрелка показывает направление обстрела)
Сравнительно резкое
уменьшение веса преград из брони 2П е увеличением углов обстрела от 5 до 35° и
преград из сплава Д-20 с увеличением углов обстрела от 30 до 50° связано с
разрушением (изломом) сердечника бронебойных пуль. При обстреле
стеклотекстолитовых преград под углами 35—50° регулярно наблюдалось только
разрушение (излом) сердечников бронебойных пуль калибра
Существенного влияния
анизотропии структуры и мехапических свойств стеклотекстолита
(различие в сопротивлении прониканию пуль вдоль и поперек слоев) не
зависимость веса стеклотекстолитовых преград от угла обстрела в описываемых
опытах выявлено не было. По-видимому, это влияние несколько усиливает
зависимость стойкости от угла обстрела за счет действия на сердечник пули
некоторого денормализующего момента, отклоняющего троекторию его движения в
направлении, параллельном расположению слоев, как показано на фиг. 4. В то же время низкое сопротивление отрыву в
направлении, перпендикулярном расположению слоев стеклотекстолита является
причиной его сравнительно низкого сопротивления прониканию вблизи тыльной
поверхности преграды.
Отрицательное влияние
последнего фактора особенно заметно при малых значениях отношения в/d. Этим
может быть объяснен тот факт, что при углах обстрела более 50° стеклотекстолитовые
преграды не имели весового преимущества в сравнении с равиовесовымп преградами
из стали 2П.
Выводы
1.
Применение
стеклотекстолитом на поливинилбутирале для броневых деталей дает возможность
при одинаковом весе со стальной броней получить значительный выигрыш по
противопулыюй стойкости в случае обстрела этих деталей по нормали и под малыми
углами (до 15—20°).
2.
При
сохранении заданной противопульной стойкости применение стеклотекстолита на поливи
мил бутир але дает возможность снизить вес броневых деталей, расположенных под
небольшими конструктивиыми углами.
Дальнейшее повышение
стойкости стеклотекстолитов должно быть направлено на обеспечение весового
выигрыша в сравнении со стальной броней во всем диапазоне реальных углов
обстрела.
Л ИТЕРАТУРА
1.
П. 3.
Ли, Т. М. Луковеико, М. С. Акути н. М. П. Бутылкина, А. Я. Мусина.
Стеклотекстолит на основе поливиннлбутираля. «Пластические массы»,
2.
О.
И. Алексеев, И. И. Tepex и и. Перспективы применения
алюминиевых сплавов для изготовления корпусов легкобронированных машин. «Вестник
бронетанковой техники», 1962, № 1.
3.
Ф.
Ф. Витманн Б. С. Иоффе.
Об удельных сопротивлениях материалов внедрению снаряда и их роли в
определении весовых характеристик преграды (однослойная преграда). Сборник
«Поведение материалов при артиллерийских и сверхартиллерийских скоростях
\дара», АН УССР, 1958, 40—54.
4.
В.
А. Степанов. Удельная работа вытеснения объема. Сборник «Поведение материалов
при артиллерийских л сверхартиллерийских скоростях
удара». AM УССР, 1958, 27— 39.
|
|
||||||||||||||||||
|
|