РОЗРОБКА МЕТОДОЛОГІЧНОГО ПІДХОДУ ЩОДО СТВОРЕННЯ ПОЛЕГШЕНИХ СКЛОКОМПОЗИТІВ ДЛЯ БРОНЕЗАХИСТУ СПЕЦІАЛЬНОЇ ТЕХНІКИ
DOI:
https://doi.org/10.20998/2079-0821.2025.01.01Ключові слова:
склокомпозиційні матеріали, кераміка, міцність, прозорість, спеціальна авіаційна та легкоброньована технікаАнотація
Встановлено нагальну необхідність розробки та впровадження полегшених склокомпозитів для бронезахисту спеціальної техніки в умовах воєнних дій. Визначення сучасного стану та прогнозу розвитку ситуації, а також конкретних пропозицій щодо використання новітніх досягнень науки і техніки в даній області, стануть значущим внеском у формуванні науково-технічної політики в галузі створення нових матеріалів для бронезахисту. В роботі проаналізовано основні види тенденції ринку багатошарових елементів для скління та захисту техніки встановлено перспективність застосування наноструктурованих склокристалічних матеріалів як елементів скління та захисту легкоброньованої і авіаційної техніки. Сформульовано мету роботи, завдання та основну гіпотезу роботи, які визначають необхідність розробки методологічного підходу при розробці склокомпозитів для бронезахисту та оцінки їх конкурентоздатності. Забезпечення відновлення авіаційної та наземної спеціальної техніки може бути реалізовано шляхом розробки ефективного захисного шару на основі полегшених високоміцних наноструктурованих склокристалічних матеріалів. Обґрунтовано вибір склокристалічних матеріалів та конструкцій броньових композицій: для локального захисту легкоброньованої техніки, що передбачає створення дисперснокерамічної броні, для скління авіаційної техніки, що передбачає створення багатошарової склокомпозиції за технологією триплексування. Оцінка конкурентоздатності бронеелементів дозволяє встановити, що склокомпозити для бронезахисту відрізнятимуться від існуючих аналогів: значно меншою вагою та вартістю, більшою технологічністю, бронестійкістю, радіопрозорістю, регульованою світлопроникністю, високою живучістю, ремонтоздатністю. Визначено, що одержання та впровадження в практику склокомпозиційних матеріалів нового типу дозволить підвищити обороноздатність країни, забезпечити швидкий ремонт та надійну експлуатацію захисних елементів в умовах високошвидкісних термо-механічних навантажень та значно знизити імпортозалежність оборонного комплексу в умовах надзвичайних і кризових ситуацій: військових конфліктів та катастроф.
Посилання
Podryhalo M. A., Baulin D. S., Horielyshev S. A., Manzhura S. A., Ilchenko M. I., Odeichuk M. P., Ivanets H. V., Vishtak I. V. Analiz dodatkovoho bronezakhystu lehkobronovanoi tekhniky zbroinykh syl ukrainy ta inozemnykh derzhav. [Analysis of additional armor protection of light -armed forces of the Armed Forces of Ukraine and foreign countries]. Visnyk mashynobuduvannia ta transportu. [Bulletin of mechanical engineering and transport]. 2021, №2 (14), pp. 89–96. https://doi.org/10.31649/2413-4503-2021-14-2-89-96
Chupryna V., Fedenko V., Akymov O., Sorochkin O. Analiz mitsnosnykh kharakterystyk suchasnykh ta perspektyvnykh konstruktsiinykh materialiv dlia kolisnoi bronovanoi tekhniky. [Analysis of strong characteristics of modern and prospective structural materials for wheeled armored equipment]. Zbirnyk naukovykh prats Derzhavnoho naukovo-doslidnoho instytutu vyprobuvan i sertyfikatsii ozbroiennia ta viiskovoi tekhniky. [Collection of scientific works of the State Research Institute of Testing and Certification of Weapons and Military Equipment]. 2024, 21 (3), pp. 146–151. https://doi. org/ 10.37701/dndivsovt.21.2024.18
Kononenko H.A., Kimstach T.V., Safronova O.A., Podolskyi R.V. Vzaiemozviazok mizh mekhanichnymy vlastyvostiamy bronovoi stali ta yii balistychnoiu stiikistiu. [The relationship between the mechanical properties of armor steel and its ballistic resistance]. Metaloznavstvo ta termichna obrobka metaliv.. [Metal science and heat treatment of metals]. 2023, № 1 (100), pp. 22–31. 2023. https://doi.org/10.30838/J.PMHTM.2413.280323.22.941
Sanusi O.M., Oyelaran O.A., Badmus J.A. Ballistic study of alumina ceramic-steel composite for structural applications. J. Cer.Proc. Res. 2020, № 21 (4), рр. 501–507. https:// doi.org/ 10.36410/ jcpr.2020.21.4.501
Wu H.L., Miao C., Mu X.M., Cui X.Z., Yang Z.Z., Lu R. J., Dang W., Bai L.H., Wu X. Study on ballistic performance of a spherical cylindrical ceramic armor structure. J. Phys.: Conf. Ser. 2023, Vol. 2478, 072010. https://doi. org/ 10.1088/1742-6596/2478/7/072010
Mazur V.I., Bohomol Yu.I., Upatov M.I. Spriamovana krystalizatsiia ta 3d struktura tryfaznoi chotyrykomponentnoi evtektyky v systemi B4C-NbB2-SiC. [Crystallization and 3D structure of the three-phase four-component eutectic in B4C- NBB2-SIC system]. Novi materialy i tekhnolohii v metalurhii ta mashynobuduvanni. [New materials and technologies in metallurgy and mechanical engineering]. 2021, № 1. C. 6–13. https://doi.org/10.15588/1607-6885-2021-2-1
Zhuohao X., Shijin Yu., Yueming L. Materials development and potential applications of transparent ceramics: A review. Materials Science and Engineering: R: Reports. 2020, Vol. 139, рр. 13031–13040. https://doi.org/10. 1016/j. mser. 2019.100518
Ming W., Jiang Z., Luo G. Progress in Transparent Nano-Ceramics and Their Potential Applications. Nanomaterials. 2022, № 12, 1491. https://doi.org/10.3390/nano12091491
Gallo L.S., Villas Boas M.O.C. Transparent glass– ceramics for ballistic protection: materials and challenges. J. Mat. Res. and Tech. 2019, Vol. 8, (3), рр. 3357–3372. https://doi. org/10.1016/j .jmrt. 2019.05.006
Heriana, Hadi B. K., Widagdo D., Kusni M. Experimental study on the behavior of glass/epoxy composite plate due to blast loading. IOP Conf. Series: Mat. Sc. and Eng. 2019, Vol. 508, 012060. https://doi.org/10.1088/1757-899X/ 508/ 1/012060
Sant’Ana Gallo L., Célarié F., Bettini J., Candida M. A., Rodrigues D., Rouxel T., Zanotto E. D. Fracture toughness and hardness of transparent MgO-Al2O3-SiO2 glass-ceramics. Cer. Int. 2022, № 48 (7), рр. 9906–9917. https:// doi.org/ 10.1016/j.ceramint.2021.12.195ff
Zhao T., Lian M.-M., Qin Y., Zhu J.-F., Kong X.-G., Yang J.-F. Improved performances of lithium disilicate glass- ceramics by seed induced crystallization. J. Adv. Cer. 2021, № 10 (3), рр. 614–626. https://doi.org/10.1007/s40145-021-0463-4
Zvit pro rynok kuleneprobyvnoho skla 2025 (hlobalne vydannia). [Report on the Bullet -Productive Glass Market 2025 (Global Edition)]. Available at: https://www. cognitivemarketresearch.com/bulletproof-glass- market-report?srsltid (accessed 10.02.2025).
Savvova O., Voronov H., Fesenko O., Babich O., Pylypenko, O., Tsegelnyk Y. Nanostructured Heat-Resistant Glass-Ceramic Coatings for Corrosion Protection of Aircraft Engine Components Made From Heat-Resistant Alloys. In book: Sustainability, Safety, and Applications of Nanomaterials-Based Corrosion Inhibitors. Chapter 6. Publisher: IGI Global. 2024, рр. 112–150. https://doi.org/10.4018/979-8-3693-7640-9.ch006
Savvova O., Tur O., Babich O., Smyrnova Yu., Tymoshchuk I. Study of structure formation of transparent spinel-containing glass-ceramic materials for laser techniques. Functional Materials. 2024, №31 (2), рр. 163–172. https:// doi.org/10.15407/fm31.02.163
Selim M.S., El-SaftyS.A., Shenashen M.A., Elmarakbi A. Advances in polymer/inorganic nanocomposite fabrics for lightweight and high-strength armor and ballistic- proof materials. Chemical Engineering Journal. 2024, Vol. 493, 152422. https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.152422
Korba P., Pila J., Cibereová J., Sabo J. Construction and Safety Aspects of Glass Used in Aviation Transport. Naše more. 2015, №62 (3), рр. 219–223. https://doi.org/10.17818/NM/2015/SI24