Определение запреградной скорости

При разработке комбинированной защитной структуры, состоящей из стальной бронепластины и текстильного бронепакета, возможны два подхода. При первом подходе толщина бронепластины выбирается из условия ее непробития средствами поражения, на которые рассчитана. Второй подход заключается в том, что допускается пробивание стальной бронепластины по механизму выбивания пробки, а прошедшие за бронепластину остатки сердечника и выбитая пробка задерживаются текстильным бронепакетом (рис. 5.5). Такой подход позволяет уменьшить толщину стальной пластины на 0,5... 1,0 мм, что заметно снижает вес комбинированной защитной структуры. Для того чтобы иметь возможность судить о надежности защиты от воздействия остатков сердечника и выбитой пробки с помощью текстильного бронепакета, необходимо знать их скорость после пробивания стальной бронепластины.

Определение запреградной скорости

Оценку запреградной скорости остатков сердечника и выбитой пробки можно выполнить с помощью законов сохранения импульса и энергии для неупругого соударения ударника с преградой в соответствии со схемой, приведенной на рис. 5.6. Запреградную скорость определим методом последовательного приближения. Введем следующие обозначения: v0 - начальная скорость ударника, v - запреградная скорость ударника и пробки, которые движутся совместно, vncn - предельная скорость сквозного пробития, т0 - масса ударника, т - масса пробки.

Сначала рассмотрим неупругое соударение ударника с пробкой, когда после пробития ударник и пробка движутся совместно.Определение запреградной скорости

 
где ∆W - потери энергии при соударении. Из (5.9) следуют соотношения
Определение запреградной скорости

Определение запреградной скорости

Однако процесс соударения с выбиваемой пробкой не является свободным, часть кинетической энергии ударника затрачивается на выбивание пробки из преграды. Обозначим эту энергию W. Тогда баланс энергий можно записать в следующем виде
Определение запреградной скорости
При v0 = vncn запреградная скорость v = 0. Предположим, что потеря энергии ∆W на пластическое деформирование и нагрев ударника и пробки осталась такой же, как и при свободном соударении ударника с пробкой. Тогда для Wпсп при vo = vncn нетрудно получить выражение
Определение запреградной скорости
Теперь, если предположить, что W = Wncn независимо от скорости соударения, то можно получить выражение для запреградной скорости
Определение запреградной скорости
Относительную величину остаточной кинетической энергии Wост ударника и пробки можно определить с помощью соотношения

Определение запреградной скорости
Особенно эффективно защищающая способность стальной бронепластины проявляется при небольшом превышении скорости ударника v0 над vncn.Уменьшение запреградной кинетической энергии позволяет удержать текстильным бронепакетом пробку и остатки ударника.

С использованием формулы (5.10) проведены расчеты зависимостей от толщины стальной бронепластины запреградных скорости, кинетической энергии и удельной кинетической энергии выбитой пробки и остатков сердечника при воздействии пули ПС-43 с ТУС (5 класс). Полученные результаты приведены на рис. 5.7. По удельной кинетической энергии запреградное воздействие при толщине бронепластины b = 4 мм эквивалентно воздействию пули пистолета ТТ, а при толщине бронепластины b = 5,7 мм - пули пистолета ПМ. В первом случае для защиты от пробки и остатков сердечника необходима текстильная броня 2-ого класса, а во втором - 1-ого класса.

Исходя из модульного принципа построения защитных структур современных противопульных общевойсковых бронежилетов, основная текстильная броня должна обеспечивать защиту от воздействия осколков (30 слоев ТСВМ ДЖ), а дополнительная металлическая броня должна обеспечивать защиту по 5 классу. Для этого используются бронепластины толщиной 6,5 мм [5.4]. Такие комбинированные защитные структуры фактически не используют защитных ресурсов текстильной брони, что приводит к утяжелению бронежилетов.

Определение запреградной скорости
В заключение настоящего раздела приведем обобщение рассмотренного выше подхода к определению запреградной скорости

Определение запреградной скорости

 

 


 

Смотрите также