Шарувата куленепробивна структура

1. Шарувата структура, яка містить послідовно розташовані щонайменше першу склопластину (1), другу склопластину (3), з'єднану з першим адгезійним шаром (2), при цьому край другої склопластини (3) утворює уступ щонайменше з одного боку відносно краю першої склопластини (1), третю склопластину (5), з'єднану з другою склопластиною (3) адгезійним шаром (4), при цьому край другої склопластини (3) утворює щонайменше з вказаної сторони уступ відносно краю третьої склопластини (5), який в свою чергу утворює уступ відносно краю першої склопластини (1), за вибором одну або декілька додаткових склопластин, з'єднаних з третьою склопластиною (5) і за вибором одними з множини за допомогою одного або декількох адгезійних шарів, пластину (11), що амортизує удар кулі, і з'єднану з третьою або останньою склопластиною (5) адгезійним шаром (10), бронюючий вкладиш (20) з матеріалу з високим ступенем кулестійкості, що займає щонайменше з вказаної сторони щонайменше частину порожнини, обмеженої краями першої і третьої склопластин (1, 5) і кромкою другої склопластини (3), яка відрізняється тим, що з вказаної сторони щонайменше край третьої склопластини (5), а також краї вказаної або вказаних додаткових склопластин утворюють уступ відносно краю пластини (11), яка амортизує удар кулі, при цьому в просторі між бронюючим вкладишем (20), кромкою третьої склопластини (5) і краєм пластини (11), яка амортизує удар кулі, розміщений щонайменше частко 2 (19) 1 3 92177 4 шої, другої або третьої склопластин (1, 3, 5), або додаткових склопластин посилена, зокрема хімічно загартована. 6. Шарувата структура за будь-яким з пп.1-5, яка відрізняється тим, що товщина першої і другої склопластин (1, 3) і додаткових склопластин знаходиться в межах від 2 до 8мм, третьої склопластини (5) в межах від 4 до 10мм, пластини (11), яка амортизує удар кулі, в межах від 2 до 4мм, кожного адгезійного шару (2, 4), що з'єднує дві склопластини (1, 3); (3, 5), в межах від 0,3 до 1,5мм і адгезійного шару (10), що з'єднує третю або останню склопластину (5) і пластину (11), що амортизує удар кулі, в межах від 1,5 до 3,5 мм. 7. Шарувата структура за будь-яким з пп.1-6, яка відрізняється тим, що пластина (11), яка амортизує удар кулі, виконана з полікарбонату або іншого подібного матеріалу. 8. Шарувата структура за будь-яким з пп.1-7, яка відрізняється тим, що бронюючий вкладиш (20) виготовлений зі сталі або іншого подібного матеріалу товщиною в межах від 1 до 4мм і проникає в шарувату структуру на глибину в межах від 3 до 20мм відносно краю пластини (11), яка амортизує удар кулі. 9. Скло з високим ступенем кулестійкості для будівель або наземних, повітряних, або водних транспортних засобів, що має шарувату структуру за будь-яким з пп.1-8. Даний винахід належить до шаруватих куленепробивних структур, зокрема прозорих, таких як які використовуються як броньоване скло. Під терміном «куленепробивність» в значенні цього винаходу потрібно розуміти кулестійкість на рівні BR 3 (калібр 357 Магнум), BR 4 (калібр 44 Магнум), BR 5 (калібр 5,56×45) і аж до BR 6 (калібр 7,62×51) згідно з французьким стандартом FR EN 1063, зокрема кулестійкість при стрільбі з «Калашникова» (калібр 7,62×39). Броньовані стекла, про які йде мова, придатні, зокрема, для скління будівель або в броньованих транспортних засобах. Шаруваті структури з високим ступенем куленепробивності згідно з винаходом містять периферичний металевий бронюючий вкладиш, вміщений в порожнину шаруватої структури, в продовження і із зазором від 0,2 до 1,3мм відносно однієї з склопластин, що складають шарувату структуру. У той же час, численні види скла для транспортних засобів утворюють по периферії деякий кут відносно горизонталі, наприклад близько 45°. Отже, горизонтальний постріл в напрямку цієї периферії також буде мати кут падіння кулі близько 45°. Було помічено, що в цих умовах постріл в межах обмеженої вкладишем зони і на невеликому віддаленні від неї, зокрема в межах від 15 до 25мм від внутрішнього краю вкладиша, може спричинити пошкодження всередині транспортного засобу. Дійсно, ця зона, приблизно 200мм скла, поглинає удар кулі, при цьому утворюючий звичайно поверхню салону транспортного засобу полікарбонат деформується, так що осколки скла можуть відлітати всередину транспортного засобу. Задача винаходу полягає в тому, щоб захистити користувача від одного або декількох пострілів, зроблених поблизу внутрішнього краю периферичного бронюючого вкладиша, зокрема під кутом падіння кулі 45°. Технічною задачею даного винаходу є створення шаруватої структури, що містить послідовно розташовані щонайменше першу склопластину і другу склопластину, з'єднану з першим адгезійним шаром, при цьому край другої склопластини утво рює уступ щонайменше з одного боку відносно краю першої склопластини, третю склопластину, з'єднану з другою склопластиною адгезійним шаром, при цьому край другої склопластини утворює щонайменше з вказаної сторони уступ відносно краю третьої склопластини, який в свою чергу утворює уступ відносно краю першої склопластини, одну або декілька додаткових склопластин, з'єднаних з третьою, і у разі необхідності, між собою одним або декількома адгезійними шарами, і пластину, з'єднану адгезійним шаром з третьою або останньою склопластиною, яка амортизує удар кулі, бронюючий вкладиш з матеріалу з високим ступенем кулестійкості, що займає щонайменше з вказаної сторони щонайменше частину порожнини, обмеженої краями першої і третьої склопластин і кромкою другої склопластини. Ця шарувата структура характеризується згідно з винаходом тим, що щонайменше з вказаної сторони край третьої склопластини, а також краї вказаної або вказаних додаткових склопластин утворюють уступ відносно краю пластини, що амортизує удар кулі, при цьому в просторі між бронюючим вкладишем, кромкою третьої склопластини і краєм пластини, що амортизує удар кулі, розміщений щонайменше частково матеріал, здатний поглинати енергію кулі, причому матеріал склеєний з бронюючим вкладишем, з кромкою третьої склопластини і з пластиною, що амортизує удар кулі, за допомогою матеріалу, здатного текти і забезпечувати дегазацію під час зборки шаруватої структури, при цьому заливальний матеріал, герметичний відносно текучого матеріалу при зборці і непроникний для проникнення вологи в шарувату структуру, охоплює щонайменше частину її кромки, що проходить між кромкою пластини, яка амортизує удар кулі, і щонайменше частиною бронюючого вкладиша. Шарувата структура згідно з винаходом забезпечує на тривалий час захист від куль, в тому числі в описаних вище екстремальних умовах. Це досягається завдяки: - використанню матеріалу, здатного поглинати енергію кулі, 5 - якості склеювання, досягнутій завдяки здатності клею текти і забезпечувати дегазацію в автоклаві під час зборки шаруватого матеріалу, і - герметизації кромки частини шаруватої структури, що включає зокрема простір між пластиною, що амортизує удар кулі, і адгезійним шаром, з яким вона з'єднана, перешкоджаючи протягом тривалого часу проникненню вологи і, отже, відшаровуванню на цьому рівні. Процес зборки пластин, що входять до складу скла, виготовленого невеликою серією, звичайно включає наступні етапи: спочатку вказані пластини укладають в герметично закритий і вакуумований мішок. Потім цей мішок вміщують в автоклав, всередині якого тиск досягає, зокрема, від 8 до 14 бар, а температура в межах від 100 до 140°С. Під час випалення в автоклаві м'яка пластмаса звичайно тече під впливом температури, що може викликати переливання через кромку скла. Матеріал, здатний текти і забезпечувати дегазацію під час зборки шаруватої структури, і заливальний матеріал переважно наносять на пластини до випалення в автоклаві шаруватої структури. Коли ці матеріали покривають шарувату структуру по всій периферії, необхідно виконати проходи для того, щоб видалити гази, які відходять при зборці. У переважному варіанті матеріал, здатний текти і забезпечувати дегазацію, проникні для води і водяної пари, і таким чином робить можливим видалення цих газів, не заподіюючи збитку якості зборки. У відомих умовах можуть бути використані додаткові засоби, які сприяють дегазації. Крім того, цей матеріал сумісний із заливальним матеріалом і матеріалом, з якого виготовлена пластина, яка амортизує удар кулі. Куля, пущена з невеликої відстані від нижнього краю бронюючого вкладиша в шарувату структуру, тобто у видиму мету з кутом падіння близько 45° і у висхідному напрямку, зустріне на своєму шляху не третю склопластину, а матеріал, здатний поглинути енергію кулі. Заливальний матеріал і пластина, яка амортизує удар кулі, міцно і надійно втримують цей матеріал. Система розрахована на те, щоб зупинити кулю. Жоден осколок скла не може проникнути у бік користувача через пластину, що амортизує удар кулі, або в результаті відшаровування краю цієї пластини. У переважному варіанті заливальний матеріал утворює уступ відносно краю першої склопластини, так що останній разом з краєм адгезійного шару, який зв'язує першу і другу склопластини, і краєм бронюючого вкладиша утворюють виступ, товщина якого дозволяє йому заходити в раму або в паз при монтажі. Матеріал, здатний текти і забезпечувати дегазацію під час зборки шаруватої структури, вибраний з термопластичних полімерів або співполімерів з температурою розм'якшення в межах від 80 до 140°С, наприклад, термопластичний поліуретан, пов'язаний або ні з полівінілбутиралем, співполімер етилен/вінілацетат або композит одного або декількох з них і скловолокна або склотканини, араміду, полікарбонату, сталі або інших складових. 92177 6 Заливальний матеріал вибраний переважно з матеріалів, які не розм'якшуються при температурах зборки шаруватої структури в автоклаві в межах від 100 до 140°С, зокрема матеріал з температурою розм'якшення в межах від 145 до 190°С, термопластичний еластомер, полівінілхлорид або термопластичний або термореактивний поліуретан, (полі)терефталат етилену, неопрен, каучук, епоксидна смола або композит одного або декількох з них і скловолокна або склотканини, араміду, полікарбонату, сталі або інших складових. Заливальний матеріал має температуру розм'якшення, що перевищує температуру, яка використовується під час випалення в автоклаві. Він являє собою таким чином буфер для будь-якого можливого закінчення матеріалу, здатного текти і забезпечувати дегазацію. Для звичайних умов застосування, тобто температури в автоклаві від 100 до 140°С, температура розм'якшення заливального матеріалу знаходиться, наприклад в межах від 145 до 190°С. Крім того, заливальний матеріал володіє хорошими механічними властивостями, щоб одночасно коректувати можливі недоліки вирівнювання і пристосуватися до них. Його твердість знаходиться в межах від 70 до 90 по Шору. Переважно подовження на розрив складає понад 500%, а міцність на розрив перевищує 10МПа, при цьому значення виміряні згідно зі стандартом NF Т 46-002 на зразках типу Haltere НЗ. Крім того, подовження перевищує 200% і початковий модуль Юнга знаходиться в межах 200-300МПа, причому значення виміряні згідно зі стандартом NF T-46 002. Ця характеристика дозволяє уникнути пошкоджень скла при низьких температурах. Заливальний матеріал сумісний з будь-яким матеріалом, який повинен контактувати з ним, як з матеріалом, здатним текти і забезпечувати дегазацію, наприклад, з клейовим шнуром, що використовується для кріплення скла до віконного отвору кузова, і/або матеріалом, що використовується для створення ущільнювального і/або монтажного з'єднання, наприклад, ущільненого заливальним матеріалом або екструдованого. Переважно заливальний матеріал непроникний для води і водяної пари. У переважному варіанті здійснення винаходу щонайменше одна з першої, другої або третьої склопластин або додаткових склопластин, посилена, зокрема хімічно загартована. Ця міра на практиці поліпшує захист від бронебійних куль. Хімічне загартування, описане наприклад в патенті FR 2 595 091, полягає в тому, щоб замінити іони на поверхні, наприклад, силіколужновапнякової склопластини іншими, більшого діаметра, щоб забезпечити стиснення. З цією ж метою, в іншому варіанті здійснення вільна поверхня першої склопластини, тобто поверхня, призначена прийняти удар кулі або куль, покрита шаром, що посилює механічну міцність. Зокрема, мова йде про Si3N4, аморфний багатогранний гідрогенізований С:Н (відомий як DLC Diamond like Carbon). Товщина цих шарів знаходиться, зокрема, в межах від 5 до 500нм і не перевищує, переважно в порядку спадання, 300нм, 7 100нм, 50нм, 25нм. Звичайно вона становить 10нм. Шар Si3N4 отримують катодним напиленням в магнітному полі (магнетрон) або за допомогою кремнієвої мішені, легованої металом, наприклад, Аl, щоб зробити його достатньо провідним, і в азотистому середовищі. Шари DLC можуть бути отримані в результаті дисоціації вихідної речовини такої, як СН4, С2Н6, С2Н4, С2Н2..., в іонному джерелі (на основі чи ні принципу прианодного шару, з використанням чи ні сітки прискорення іонів, збудженого постійним, змінним струмом або мікрохвильвим випромінюванням). Створеним таким чином потік іонів направлений на підкладку, що обігрівається чи ні енергіями близько 100-2000еВ. Шари DLC можуть бути отримані, крім того, будь-яким іншим способом, в тому числі хімічним осадженням в паровій фазі (CVD). Згідно з іншими переважними ознаками заявленої шаруватої структури: - товщина першої і другої склопластин і додаткових склопластин знаходиться в межах від 2 до 8мм, третьої склопластини в межах від 4 до 10мм, пластини, що амортизує удар кулі, в межах від 2 до 4мм, кожного адгезійного шару, що з'єднує дві склопластини, в межах від 0,3 до 1,5мм і адгезійного шару, що з'єднує третю або останню склопластину і пластину, що амортизує удар кулі, в межах від 1,5 до 3,5мм; - пластина, яка амортизує удар кулі, виконана з полікарбонату або іншого подібного матеріалу, що використовується звичайно для створення поверхні з боку користувача, що захищається (як добре відомо, полікарбонат здатний поглинати частину енергії кулі, при цьому зазнаючи певної деформації); - бронюючий вкладиш виготовлений зі сталі або іншого подібного матеріалу товщиною в межах від 1 до 4мм і проникає в шарувату структуру на глибину в межах від 3 до 20мм відносно краю пластини, що амортизує удар кулі. З іншого боку, виключно вигідний результат отриманий при одиничному або множинному кульовому попаданні за рахунок того, що щонайменше один з проміжних адгезійних шарів шаруватої структури, що відділяють дві склопластини або склопластину і полімерну плівку, наприклад з полікарбонату, має модуль Юнга щонайменше при 25°С дорівнює 100МПа, переважно 400МПа, і особливо переважно 700МПа. Прикладом цього є полівінілбутираль з незначним вмістом пластифікуючого матеріалу (що становить, зокрема, 100 частин смоли і 19 частин n-гексиладипінату), високомодульний термопластичний поліуретан. Предметом винаходу є також скло з високим ступенем кулестійкості для будівель або наземних, повітряних або водних транспортних засобів, що включає шарувату структуру таку, як описана вище. Винахід ілюструє наступний приклад з посиланням на прикладене креслення, на якому показаний схематичний вигляд в бічному розрізі скла, згідно з винаходом. Приклад 92177 8 Скло, представлене на кресленні, складається з: - силіко-лужновапнякової, хімічно загартованої склопластини (1), розміром 404×404мм і товщиною 4мм; - силіко-лужновапнякової, хімічно загартованої склопластини (3), розміром 332×332мм і товщиною 3мм; - силіко-лужновапнякової, хімічно загартованої склопластини (5), розміром 346×346мм і товщиною 6мм; - полікарбонатної плівки (11), розміром 364×364мм і товщиною 3мм. Ці пластини і плівка центровані між собою, так що краї пластини (3) розташовані, з всіх сторін, з уступом 36мм відносно країв пластини (1), 7мм відносно країв пластини (5), які в свою чергу розташовані з уступом 9мм відносно країв полікарбонатної плівки (11). Пластини (1) і (3) сполучені за допомогою адгезійного шару (2) з термопластичного поліуретану товщиною 0,76мм, що покриває всю поверхню пластини (1). Пластини (3) і (5) сполучені за допомогою адгезійного шару (4) стандартного полівінілбутиралю товщиною 1,14мм, що покриває щонайменше поверхню меншої (3) з двох склопластин. Пластина (5) і плівка (11) сполучені за допомогою адгезійного шару (10) з термопластичного поліуретану товщиною 2,5мм, також що покриває щонайменше всю поверхню меншої (5) з пластин (5) і (11). Бронюючий вкладиш (20) утворює стальну рамку з тими ж зовнішніми розмірами, що і розміри склопластини (1), 35мм ширини і 2мм товщини. Його зовнішній край вирівняний з відповідним краєм склопластини (1), з якою його склеюють за допомогою адгезійного шару (2); таким чином, внутрішній край бронюючого вкладиша (20) віддалений від краю другий склопластини (3) на х=1мм. Відносно краю полікарбонатної плівки (11) бронюючий вкладиш (20) виступає з шаруватої структури на е=20мм і заглиблений в неї на і=15мм. Після укладання і бажаного вирівнювання елементів структури в порожнину між бронюючим вкладишем (20) і краями третьої склопластини (5) і полікарбонатної плівки (11) вміщується деяка кількість термопластичного поліуретану (30), здатного текти при температурах зборки шаруватої структури в автоклаві в межах від 100 до 140°С. Цієї кількості (в зв'язку з його текучістю і дегазацією, в якій він бере участь під час зборки під спільним впливом температури і тиску) достатньо для того, щоб повністю заповнити вільний простір, що включає простір, зображений на кресленні до зборки, який обмежений адгезійним шаром (2), внутрішнім краєм бронюючого вкладиша (20), краєм другої склопластини (3) і адгезійним шаром (4). Кількість термопластичного поліуретану (30) зумовлена, зрозуміло, зміщенням краю третьої склопластини (5) відносно краю поліуретанової плівки (11). Це зміщення, як правило, знаходиться в межах від 2,5 до 19,5мм, в цьому випадку воно становить 9мм. 9 92177 Цю кількість термопластичного поліуретану (30) покривають заливальним матеріалом (31), який не розм'якшується при температурах зборки шаруватої структури в автоклаві. Мова йде про поліуретанову стрічку, температура розм'якшення якої складає близько 180°С. Товщина цієї стрічки (31), звичайно в межах від 0,5 до 4мм, тут становить 1мм. Переважно стрічка забарвлена, наприклад, в чорний колір. її твердість складає близько 85±5 по Шору А. Таким чином, вона поєднує в собі одночасно жорсткість, що дозволяє коректувати недоліки вирівнювання складаючих структуру пластин, і гнучкість, що дозволяє пристосуватися до цього недоліку вирівнювання, все це в поєднанні з підстилаючим термопластичним поліуретаном (30), який при цьому забезпечує склеювання заливального матеріалу (31) з бронюючим вкладишем (20), з одного боку, і з краєм полікарбонатної плівки (11), з іншого боку. Заливальний матеріал (31) перешкоджає проникненню вологи в шарувату структуру, що може спричинити, зокрема, відшаровуванням полікарбонатної плівки (11). Таким чином, шарувата структура зібрана згідно з класичним способом в автоклаві при температурі 100-140°С. Отриману шарувату структуру тестували стрільбою з пістолета Магнум калібру 44 при швидкості 440±10м/сек, з кутом падіння 45° і висхідним напрямком відносно креслення. Структуру вміщували на металеву рамку з опорою на вільних поверхнях бронюючого вкладиша (20) і заливального матеріалу (31), так само як і кузов броньованого Комп’ютерна верстка Н. Лиcенко 10 транспортного засобу, обладнаний такою шаруватою структурою. Точки влучань розташовані на вказаній нижче невеликій відстані від внутрішнього краю бронюючого вкладиша (20), в межах шаруватої структури, тобто видимої меті, що визначено знаком + поруч з вказівкою відстані. Перше скло витримує 3 послідовних постріли з відстані +25мм, розподілених по периферії. Друге скло витримує 2 постріли з відстані +25мм і потім постріл з відстані +30мм. Третє скло, яке відрізняється від двох попередніх лише тим, що бронюючий вкладиш (20) заглиблений в шарувату структуру на і=17мм, витримує три послідовних постріли, розподілених по периферії, з відстані +15, +25 і +30мм. Четверте і п'яте скло, в якому бронюючий вкладиш (20) вставлений в шарувату структуру на і=20мм, витримує два постріли з відстані +25мм, а потім два постріли з відстані +30мм. Такі ж постріли зроблені по склу, з тією відмінністю від попередніх, що третя склопластина (5) продовжена до заливального матеріалу (31), а також адгезійного шару (10), що з'єднує її з полікарбонатної плівкою (11). Для пострілів, ідентичних вищеописаним, а саме зроблених з відстані від +15 до +25мм, відмічено - або відсутність крізних кульових влучань, але наявність осколків скла з боку користувача; - або одне або декілька крізних кульових влучань. Ці випробування показують ефективність структури згідно з винаходом. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601