Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Methods to Increase the Protective Effectiveness of Add-on Armour made of Perforated Ultra-High-Strength Nanobainitic Steel Plates

Garbarz Bogdan, Marcisz Jarosław, Burian Wojciech, Kowalski Aleksander, Borowski Jacek, Szkudelski Szymon, Walicki Marek, Zając Kamil

Problemy Mechatroniki : uzbrojenie, lotnictwo, inżynieria bezpieczeństwa

|

2023

|

Vol. 14, Nr 1 (51)

23--60

EN

The mechanical properties of industrially produced perforated steel plates are obtained by hardening and low-temperature tempering to produce a martensitic microstructure. Another morphological type of steel microstructure that allows for ultra-high strength and, at the same time, a level of ductility that qualifies it for use in armour is nanobainite. Research into nanobainitic steels has led to the development of plates manufacturing technology at a level that can be implemented in industrial production, and has confirmed the high potential of this material for use as additional armour in the form of perforated plates. This paper reports the results of research aimed at developing a technology for the production of perforated armour plates made of nanobainitic steel, with properties competitive with currently available perforated steel plates on the world market with the highest protective effectiveness under conditions of multi-hit firing tests with small and medium calibre ammunition. The tests were performed on 300 × 260 mm plates, with the nominal thicknesses of 8 mm, 6 mm and 4 mm, produced from industrially melted nanobainitic steel NANOS-BA®. The protective effectiveness of nanobainitic perforated plates in a system with a solid armour steel backing plate of 500 HBW hardness was tested by multi-hit firing, according to the procedures set out in the STANAG 4569 and AEP-55 vol. 1 specifications (adapted to the format of tested plates), against selected projectile types assigned to protection levels 2 and 3. Based on the analysis of the results of the firing tests and the macroscopic and microscopic examinations of the perforated plates before and after firing, the optimum perforation method was selected and the most favourable geometrical and dimensional arrangements of the perforations were determined for different plate thicknesses.

PL

Celem badań było opracowanie technologii wytwarzania płyt perforowanych ze stali nanobainitycznej o skuteczności ochronnej konkurencyjnej w stosunku do obecnie dostępnych pancernych płyt perforowanych. Płyty perforowane o wymiarach 300 × 260 mm × (4 mm, 6 mm oraz 8 mm) wytworzono ze średniostopowej stali nanobainitycznej zawierającej 0,6% masowych węgla. Wykonano badania metalograficzne za pomocą mikroskopu świetlnego i skaningowego mikroskopu elektronowego oraz pomiary mikrotwardości i twardości. Testy ostrzałem wykonano wg STANAG 4569:ed3:2014 zgodnie z procedurą dostosowaną do wymiarów badanych płyt perforowanych. Wykonanie otworów w płytach metodą obróbki skrawaniem nie zmieniło właściwości mechanicznych w warstwach materiału przylegających do otworów. Wycinanie otworów laserem spowodowało spadek ciągliwości i w rezultacie zarodkowanie pęknięć w trakcie uderzenia pocisku. Wszystkie warianty układów płyt perforowanych o grubości 6 mm z płytami litymi o grubości 6 mm 500 HBW badane ostrzałem amunicją 7,62 × 39 mm-API-BZ spełniły wymagania poziomu 2 STANAG 4569. Układy płyt perforowanych o grubości 4 mm z płytą litą o grubości 4 mm 500 HBW nie spełniły wymagań poziomu 2. W wyniku ostrzału amunicją 7,62 × 54R mm-B32-API układów płyt perforowanych o grubości 8 mm z równoległymi płytami litymi 500 HBW o grubości 6 mm w zakresie poziomu 3 STANAG 4569, uzyskano pozytywne rezultaty dla określonych wariantów. Zaproponowano zmodyfikowane wzory perforacji dla płyt nanobainitycznych do finalnej weryfikacji eksperymentalnej.

2

Microstructure and mechanical properties of steels for shaped charge liners and preliminary assessment of the effectiveness of experimental shaped charges intended for use in the mining industry

Marcisz Jarosław, Żak Artur, Stępień Jerzy, Burdek Marek, Tomczak Tymoteusz, Burian Wojciech, Janiszewski Jacek, Pytlik Mateusz

Journal of Metallic Materials

|

2021

|

Vol. 73, no. 2

2--12

EN

The paper presents the results of investigation of the microstructure and mechanical properties of Fe-based materials designed for the manufacture of semi-spherical liners for experimental shaped charges. The tests were carried out on material samples taken from two semi-finished products, i.e. a rod for the manufacture of charge liners with a diameter of 50 mm using machining, and sheets for the manufacture of liners with a diameter of 100 mm using cold drawing. Microstructure examination was also carried out on a test specimen obtained using the additive method (3D-WAAM), made of low-carbon unalloyed steel wire. Firing tests on concrete blocks were carried out in order to quantify the effects of drilling at the Experimental Mine Barbara. The scope of the tests consisted of firing at cylindrical concrete blocks using projectiles containing 50 mm diameter liners made of Fe-based alloys. Based on the results of the laboratory material, two experimental steel grades were selected for further testing. Plates made of the selected steels will be used to manufacture charge liners with a diameter of 100 mm.

PL

Przedstawiono wyniki badań mikrostruktury i właściwości mechanicznych materiałów na bazie Fe przeznaczonych do wytwarzania wkładek półsferycznych do eksperymentalnych ładunków kumulacyjnych. Badaniom poddano próbki materiałowe pobrane z dwóch półfabrykatów, tj. pręta do wytwarzania wkładek kumulacyjnych o średnicy 50 mm metodą obróbki skrawaniem oraz blach do wytwarzania wkładek o średnicy 100 mm metodą tłoczenia na zimno. Przeprowadzono badania mikrostruktury próbki testowej wykonanej metodą przyrostową (3D-WAAM) z drutu ze stali niskowęglowej niestopowej. Próby strzelania do bloków betonowych w celu ilościowego oszacowania skutków drążenia otworów przeprowadzono w Kopalni Doświadczalnej Barbara. Zakres badań obejmował strzelanie do walcowych bloków betonowych z wykorzystaniem pocisków zawierających wkładki o średnicy 50 mm wykonane ze stopów na bazie Fe. Na podstawie wyników badań materiału laboratoryjnego wytypowano do dalszych badań dwa eksperymentalne gatunki stali. Blachy z dobranych stali będą wykorzystane do wytwarzania wkładek kumulacyjnych o średnicy 100 mm.

3

Wykonywanie otworów strzałowych technologią wybuchową przy zastosowaniu kumulacyjnej głowicy PG-7M

Pytlik Mateusz, Burian Wojciech, Magier Mariusz, Janiszewski Jacek, Sobala Jacek, Lachmajer Jerzy, Czajka Bartosz, Szastok Michał, Hildebrandt Robert

Przegląd Górniczy

|

2019

|

T. 75, nr 8

7--15

PL

Głównym sposobem urabiania skał w górnictwie podziemnym i odkrywkowym jest wykorzystanie materiałów wybuchowych. Najbardziej optymalnym sposobem urobienia skały jest w tym przypadku wprowadzenie ładunku do otworu strzałowego. Proces wiercenia otworów w porównaniu do załadunku i detonacji materiału wybuchowego jest najbardziej czasochłonną operacją. Dodatkowo względy techniczne mogą utrudniać lub uniemożliwiać wykonanie otworów strzałowych. Głowice kumulacyjne są głównie stosowane do celów wojskowych, jednak wykorzystuje się je również w górnictwie naftowym i gazowym. Wyeliminowanie procesu wiercenia poprzez zastosowanie ładunków kumulacyjnych może znacząco wpływać na zwiększenie postępów drążenia. Niniejsza praca ma na celu określenie możliwości wykonywania otworów strzałowych, wykorzystując głowicę kumulacyjnego pocisku przeciwpancernego PG-7M do granatnika RPG-7. Wyniki przeprowadzonych badań będą służyły do opracowania, wykonania i wprowadzenia do górnictwa nowego typu ładunków kumulacyjnych, które w przyszłości umożliwią zwiększenie efektywności górnictwa przy utrzymaniu lub obniżeniu kosztów.

EN

The use of explosives constitutes the primary method of rock extraction in underground and surface mining. The most optimal method of rock extraction in this case is the insertion of a charge into a blasthole. Compared to the loading and detonation of explosives, the blasthole drilling process is the most time-consuming operation. Additionally, technical factors may render the drilling of blastholes difficult or impossible. Shaped charges are primarily used for military purposes, but they also find application in oil and gas mining. Elimination of the drilling process based on the application of shaped charges could significantly increase the progress of tunnelling. The purpose of this article is to determine the possibility to produce blastholes through the application of the warheads PG-7M anti-tank projectiles used in RPG-7 rocket-propelled grenade launchers. The results of the conducted tests will serve to develop, produce and implement a new type of shaped charge for mining purposes, which in the future will increase the efficiency of mining while retaining or lowering its costs.

4

35 “Ur” Type Anti-Tank Rifle : A Numerical Analysis of Armour Penetration of a World War II Tank

Magier Mariusz, Żochowski Paweł, Burian Wojciech

Problemy Mechatroniki : uzbrojenie, lotnictwo, inżynieria bezpieczeństwa

|

2019

|

Vol. 10, Nr 4 (38)

71--86

EN

The paper presents a simulated process of penetration of a steel slab with a strength performance approximate to that of World War II battle tanks with a 7.92 mm DS projectile fired from the 35 “Ur” type anti-tank rifle. The basic technical parameters necessary for the simulation process were sourced from historical records. The FEM (Finite Element Method) applied in LS-Dyna enabled an estimation of the penetrating capability of the DS projectile. Decisive to the high penetrating capability of the DS projectiles were the non-optimized properties of armour steel (its high brittleness) and a high kinetic energy of the projectile, which generated high shearing stresses upon impact against the steel slab causing the effect of ‘plugging’ upon penetration. The numerical simulation results confirmed the high combat effectiveness of the DS projectile and the argument that the DS projectile could pierce a 20 mm thick armour plate made from the material applied during the World War II era.

PL

W artykule zaprezentowano wyniki symulacji procesu penetracji, płyty stalowej, o parametrach wytrzymałościowych zbliżonych do opancerzenia czołgów z okresu II wojny światowej, przez pocisk typu DS, wystrzelony z 7,92 mm karabinu przeciwpancernego wz.35 „Ur”. Podstawowe parametry techniczne, niezbędne do procesu symulacji, uzyskano ze źródeł historycznych. Dzięki zastosowaniu metody elementów skończonych (Ls-Dyna) oszacowano zdolność penetracji pociskiem DS dla wybranych prędkości uderzenia w pancerz. Decydujący wpływ na wysoką skuteczność pocisków DS miały niezoptymalizowane właściwości stali pancernej (wysoka kruchość) oraz wysoka energia pocisku skutkująca generowaniem dużych naprężeń ścinających, powodujących wybijanie korka z pancerza. Na podstawie wyników symulacji potwierdzono wysoką skuteczność pocisku DS oraz tezę, że wspomniany pocisk był w stanie przebić 20 mm płytę wykonaną z ówczesnej stali pancernej.