Protección balística ligera como elementos de construcción.

Protección para detener objetos (10), tales como proyectiles de armas de fuego o metralla de granadas,

que comprende

- un recinto (1, 2, 4, 5, 6, 7, 9) adaptado de manera que el objeto (10) puede penetrar el recinto (1, 2, 4, 5, 6, 7, 9) dentro de al menos una zona (2),

- al menos una capa (3) intermedia que comprende unos gránulos (27) dispuestos dentro del recinto (1, 2, 4, 5, 6, 7, 9), estando la capa (3) intermedia y el recinto (1, 2, 4, 5, 6, 7, 9) dispuestos para desacelerar dicho objeto (10),

- los gránulos (27) están dispuestos de manera móvil los unos con respecto a los otros,

- el espacio en la capa (3) intermedia que no está ocupado por los gránulos (27) se llena con un medio gaseoso para permitir el contacto entre los gránulos (27) adyacentes,

por lo que

- los gránulos (27) tienen propiedades mecánicas de manera que un gránulo (27) se aplasta y se extiende en la capa (3) intermedia cuando es impactado por un objeto (10), a la vez que los gránulos (27) adyacentes son sometidos a impulsos con una disipación de energía subsiguiente, de manera que el objeto y los fragmentos del mismo permanecen en la protección con un riesgo reducido de rebotes

- una pluralidad de los gránulos en la capa (3) intermedia están fabricados de un material cerámico o mineral, que es suficientemente duro y frágil para ser aplastado por un objeto (10) que impacta,

- los gránulos (27) están dispuestos además de tal manera que los gránulos (29) aplastados se sustituyen por nuevos gránulos (27) que se transportan por su propio peso a las zonas que tenían previamente el material que se ha aplastado.

Protección balística ligera como elementos de construcción Área técnica

La presente invención se refiere a una protección balística contra objetos tales como proyectiles de armas de fuego;

como alternativa, por ejemplo, metralla de granadas de mano.

La invención comprende paredes de protección flexibles y móviles, que pueden modularizarse dependiendo de la protección deseada. La protección encontrará uso como refugios de protección permanentes así como móviles, como subcomponente en recipientes a prueba de balas y centros de mando móviles y también como suelos protectores y protección lateral en aviones y vehículos de transporte así como delimitadores de espacios de 1 protección en talleres peligrosos y como elementos de construcción en estructuras de edificios más grandes.

Técnica anterior

Se sabe desde hace mucho tiempo que las protecciones y las paredes balísticas de diferentes tipos han encontrado su forma natural para diferentes construcciones de fortaleza. Estas construcciones eran estacionarias, pero también se han fabricado protecciones temporales y sem¡estacionarias. Incluso se han producido protecciones móviles con 15 una función similar ya que los daños por metralla y los impactos directos de los proyectiles han sido y todavía son la causa principal de lesiones en soldados y civiles. Las protecciones móviles también encontrarán áreas de uso como las cubiertas temporales de edificios con gran significado cultural. También se han realizado grandes esfuerzos para desarrollar diferentes protecciones cercanas al cuerpo contra la metralla y los proyectiles. En el Japón medieval se usaba la seda como material protector en armaduras y se ha dicho que ya en 1914 el archiduque de Austria Franz 2 Ferdinand llevaba un chaleco de seda cuando fue asesinado. Sin embargo, el desarrollo ha evolucionado y hoy en día se centra principalmente en desarrollar protecciones ligeras y blandas que se adapten a los soldados y no reduzcan su movilidad. El progreso dentro del área de la fibra ha sido importante en este desarrollo y ha conducido al avance de un mercado creciente para nuevos materiales con propiedades mecánicas dinámicas, tales como la fibra de aramida y la fibra de polietileno. Incluso se han usado materiales ligeros y a base de fibra dura en cascos y 25 como materiales protectores para vehículos de combate ligeros.

Normalmente, las protecciones estacionarias, sem ¡estacionarias o móviles se clasifican, respectivamente, como protecciones delgadas y gruesas. Las protecciones se basan en diferentes principios protectores y tienen diferentes

ventajas y desventajas.

Las protecciones delgadas típicas se basan en:

a) placas duras, por ejemplo, placas blindadas u otros metales que protegen a través de una alta resistencia

contra la perforación. Las ventajas de estas protecciones son que tienen efecto contra los proyectiles blandos y que ocupan un volumen pequeño. Las desventajas son que no protegen contra los proyectiles con un núcleo duro, la llamada munición perforante, a menos que el espesor de la protección se aumente de manera considerable. Sin embargo, esto influye en el peso de una manera negativa,

b) compuestos de fibra que protegen mediante una alta tenacidad a fractura interlaminar. Las combinaciones en

las que se introduce un refuerzo translaminar también pueden encontrarse en el mercado, es decir, el refuerzo se proporciona a un componente en una dirección perpendicular a las capas blindadas de manera que las capas se unen entre sí de este modo. Las ventajas de esta protección son que protege de manera eficaz contra los proyectiles blandos y que tiene poco peso. Las desventajas de estas protecciones son que no protegen contra 4 los proyectiles con un núcleo duro y que normalmente, se basan en materiales de fibra muy caros fabricados

mediante, por ejemplo, tejido en 3D, trenzado en 3D, unión con puntadas (cosido) o inserción de fibras cortas. Además, las protecciones eficaces exigen normalmente soluciones combinatorias con materiales basados en fibra y cerámicos,

c) cerámica que protege mediante una alta resistencia y dureza. La ventaja de estos materiales es que, en 45 comparación, son eficaces contra los proyectiles con un núcleo duro. Las desventajas de estas protecciones son

que normalmente son caras, pesadas y relativamente frágiles; y normalmente exigen combinaciones con, por ejemplo, compuestos de fibra para un manejo práctico.

Las protecciones gruesas típicas se basan a menudo en arena u hormigón que protege mediante una desaceleración del proyectil o la metralla. Estas protecciones son valiosas pero muy pesadas y voluminosas, lo que 5 hace difícil montar y desmontar las protecciones.

También se han usado combinaciones de los procedimientos protectores anteriores como, por ejemplo, protección corporal portátil, a pesar del hecho de que la capacidad de penetración de los proyectiles da como resultado normalmente un aumento del espesor y, por lo tanto, un aumento del peso.

Lo normal para las protecciones delgadas es que tengan una desaceleración muy rápida del proyectil con una gran 55 disipación de energía en un tiempo breve en un impacto para evitar que se penetren las protecciones con agujeros pasantes. Por lo tanto, las protecciones deben ser capaces de funcionar contra los proyectiles cuando estos son

más eficaces, es decir, cuando los proyectiles tienen una alta velocidad y cuando la punta de los proyectiles se dirige hacia la protección. Por lo tanto, los proyectiles con un núcleo duro exigirán una protección más espesa y más firme, lo que influirá en la movilidad del usuario en los casos en los que se usa una protección cercana al cuerpo. Otro problema de las protecciones delgadas es que tienen dificultades para manejar una desaceleración de los proyectiles que impactan en el mismo punto en la protección.

Lo normal para las protecciones gruesas mencionadas anteriormente es que funcionen con una desaceleración más lenta y que la desaceleración dependa principalmente de la masa y la velocidad del proyectil. El proyectil se desacelerará de diferentes maneras dependiendo de la densidad y las propiedades de la protección y la construcción del proyectil.

La munición con camisa (munición de caza) transmite su energía cinética a la protección gruesa a través de una desaceleración del proyectil y la desaceleración depende del material del que se construye la protección.

La munición con camisa metálica completa (munición militar o munición deportiva) puede penetrar una larga distancia en las protecciones tradicionales basadas en arena, masa de polímero etc., y no frenarse hasta que el proyectil se ha vuelto inestable. Esto se ha documentado en los denominados ensayos humanitarios de munición realizados en materiales blandos jabonosos, que muestran adicionalmente que estos proyectiles tienen una gran capacidad para penetrar en profundidad y para proporcionar una gran variación en el patrón de disipación de energía entre diferentes disparos.

El problema técnico

En la bibliografía, existe mucho material en relación con las propiedades balísticas de las protecciones delgadas, tales como los tejidos y polímeros basados en compuestos de fibra. Los resultados muestran que la fibra de polietileno parece proporcionar una mejor protección que la fibra de aramida, ya que la fibra de aramida es frágil y, por lo tanto, no puede recibir cargas en un estado dañado sin romperse. El desarrollo de fibras nuevas tales como la fibra de polibenzobisoxazol todavía está progresando, pero se caracteriza por las protecciones a base de fibra que solo se concentran en detener los proyectiles mediante una desaceleración en capa tras capa. Un proyectil que impacta en una superficie plana de un material de fibra casi nunca perderá su energía cinética por sobregiro o fragmentación, ya que el proyectil se desplaza recto hacia delante, es decir, el material de fibra funciona como una capa estabilizadora alrededor de la camisa del proyectil. De hecho, la tarea es reducir la energía cinética por desaceleración directa, lo que significa que las protecciones a base de fibra están adaptadas normalmente para la munición de dispersión y convencional.

Los intentos previos para crear otros tipos de protecciones balísticas, denominadas protecciones gruesas, se han documentado en, por ejemplo, los documentos FR 364 357, FR 2 649 743 y US 5 723 87, US 5 866 839, US 3 431 818 y más tarde en la solicitud de patente SE 25-7.

En el documento FR 364 357 se ha creado una protección con una superficie de metal corrugada como superficie protectora (es decir, la primera superficie en la que impacta el proyectil) para desviar el proyectil... [Seguir leyendo]

1. Protección para detener objetos (1), tales como proyectiles de armas de fuego o metralla de granadas, que comprende

- un recinto (1,2, 4, 5, 6, 7, 9) adaptado de manera que el objeto (1) puede penetrar el recinto (1,2, 4, 5, 6, 7, 9) dentro de al menos una zona (2),

- al menos una capa (3) intermedia que comprende unos gránulos (27) dispuestos dentro del recinto (1, 2, 4, 5, 6, 7, 9), estando la capa (3) intermedia y el recinto (1,2, 4, 5, 6, 7, 9) dispuestos para desacelerar dicho objeto (1),

- los gránulos (27) están dispuestos de manera móvil los unos con respecto a los otros,

- el espacio en la capa (3) intermedia que no está ocupado por los gránulos (27) se llena con un medio gaseoso para permitir el contacto entre los gránulos (27) adyacentes,

por lo que

- los gránulos (27) tienen propiedades mecánicas de manera que un gránulo (27) se aplasta y se extiende en la capa (3) intermedia cuando es impactado por un objeto (1), a la vez que los gránulos (27) adyacentes son sometidos a impulsos con una disipación de energía subsiguiente, de manera que el objeto y los fragmentos del mismo permanecen en la protección con un riesgo reducido de rebotes

- una pluralidad de los gránulos en la capa (3) intermedia están fabricados de un material cerámico o mineral, que es suficientemente duro y frágil para ser aplastado por un objeto (1) que impacta,

- los gránulos (27) están dispuestos además de tal manera que los gránulos (29) aplastados se sustituyen por nuevos gránulos (27) que se transportan por su propio peso a las zonas que tenían previamente el material que se ha aplastado.

2. Protección de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque:

una pluralidad de los gránulos (27) en la capa (3) intermedia tienen una fricción de superficie baja para ayudar a un movimiento de los nuevos gránulos (27) a las zonas en las que un objeto (1) ha aplastado los gránulos (27) que ocupaban previamente la zona.

3. Protección de acuerdo con las reivindicaciones 1-2, caracterizada porque:

una pluralidad de los gránulos (27) en la capa (3) intermedia tienen una dureza que varía en diferentes partes del gránulo (27).

4. Protección de acuerdo con las reivindicaciones 1-3, caracterizada porque:

una pluralidad de los gránulos (27) en la capa (3) intermedia tienen un núcleo hueco.

5. Protección de acuerdo con las reivindicaciones 1-4, caracterizada porque:

la forma de una pluralidad de los gránulos (27) en la capa (3) intermedia es sustancialmente similar a una esfera simétrica o asimétrica, o un elipsoide esférico prolato u oblato con el fin de ayudar a un movimiento recíproco entre los gránulos (27) para maximizar la disipación de energía del objeto (1) o sus fragmentos.

6. Protección de acuerdo con las reivindicaciones 1-5, caracterizada porque:

el panel (4) trasero está fabricado de un material de fibra, por ejemplo, una superficie de fibra de vidrio cubierta con fibra de aramida o fibra de polietileno.

7. Protección de acuerdo con las reivindicaciones 1-6, caracterizada porque:

una capa (22) de tracción subyacente está dispuesta detrás de la superficie del recinto.

8. Protección de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizada porque:

una columna (24) de espacio subyacente está dispuesta detrás de la capa (22) de tracción.

9. Protección de acuerdo con las reivindicaciones 7-8, caracterizada porque:

la capa (22) de tracción subyacente tiene un estructura corrugada.