USPEHI V OBLASTI KERAMIČKE BRONI Pol Dž. Hejzell

U ovom trenutku postoji kontinuirana povećana potreba za lakšim i manjim po gabaritam bojevih bronirovanih sustava. Očigledno je da će sljedeće bronirane mašine biti lakše i manje po gabaritima zahvaljujući visokim zahtjevima za najbolju stratešku mobilnost. Ovo je suvremena bronirana keramika, koja je vrlo čvrst materijal, zapravo ima znatno više visoke karakteristike u usporedbi s imenima samim čvrstim stalcima. Ovo korisno svojstvo može se koristiti za brošuru, u kojoj se snimak (pula) ili kumulativna struja prilažu za učitavanje na materijal.

Zapadne naoružane sile povećavaju svoju prisutnost na granicama, gdje je osnovna prijetnja predstavljala značajnu pojavu teških pulemeta (NMG) ili streljanih s uporom u mnogo protutankovskih sredstava tipa RPG. Ovaj problem često se koristi političkim i (ili) operativnim zahtjevima, koji zahtijevaju glavni način korištenja lakih bojnih broniranih strojeva, uglavnom na kotačima, koji po svojim konstrukcijama i ograničenjima mase imaju prilično nisku razinu zaštite brane od vatrenog oružja (obično od 7,62 -mm oružja). U vezi s takvim položajem javljaju se zahtjevi za proizvodnju broni, koji pružaju bolju zaštitu osobnog sastava pri istodobnom svođenju do minimalne njezine pune mase.

Dobra zaštita u kombinaciji s malom masom igra važnu ulogu u vlastitoj zaštiti osobnog sastava, o tome zna bilo koji vojnik koji vodi bojne akcije u Iraku ili Afganistanu. Uzdignuti, na primjer, lični bronežilet (IBA) suhoputnih snaga Sjedinjenih Država. Prvobitna njegova koncepcija se sastojala od gornjeg taktičkog kućišta (OTV) i dva nosiva keramička elementa, sprijeda i natrag štiteći vojnike od napada streličkim oružjem (SAPI). Međutim, iz serije smrtnih slučajeva u Iraku i Afganistanu u IBA je unesen niz dopuna. Najznačajnija od njih bila je bočna zaštita od vatrenog oružja (ESBI), koja je implementirana poboljšanim bočnim stavkama, kao i proširena zaštita s dodatnim uređajima, zakrivajućim plećima. Za ovu cjelinu korištene su SAPI i ESBI plastike, koje osiguravaju bolju zaštitu od vijačnog pula s velikom početnom brzinom. Ovaj je stupanj poboljšan, ali lagan postignut samo upotrebom keramičkih zaštitnih materijala.

Slika 1 – Ova keramička ploča SAPI, dio

bronežileta, spasila život svome vlasniku u Iraku.

Slika 2 – Novi bronežilet koji pruža razinu zaštite 4,

iskušava se predstavnicima znanstveno-istraživačke laboratorije VVS

na zrakoplovnoj bazi Wright-Patterson, št. Ogajo. Ovaj bronežilet sadrži novu formu keramičke plastike, koja može dobiti više

udarci puljama, čem suvremene plastine, osim toga,

ima zaštitne uređaje za biceps i reber.

Slika 3 – Plastini, umetnuti u bronežilet,

nalaze se u masovnoj proizvodnji tvrtke Ceradyne.

Osnovna objašnjenja po keramičkoj broni

Većina ljudi povezuje riječ «keramika» s glinenim ili fajansovim posuđem koje koriste u kući ili kafiću koji se koristi u zidovima kupaonice. Keramički materijali korišteni su u kućnim uvjetima tisućama godina, ali su ovi materijali postali početak keramičkih materijala koji se trenutno primjenjuju u bojevim broniranim strojevima.

Riječ «keramika» označava «obožene stvari» i zapravo suvremena mašinostroitelʹnaâ keramika, poput svojih dvojnika na bazi gline, zahtijeva za svoju proizvodnju znatnog zagrijavanja. Međutim, glavna razlika između keramike, koju biramo za korištenje u kvaliteti broni, i keramike, koju nalazimo u kući, je čvrstoća. Suvremene bronirane keramike vrlo su čvrsti materijali i oni mogu biti znatno pročniji nego što imaju najveći pročni stali (vidi tablicu 1). To je korisno svojstvo koje se koristi za brošuru, u kojoj se snimka ili kumulativna struja prilaže za skidanje učitavanja na materijal. Keramike, naravno, imaju «Ahilesovu petu». Oni su slabi na rastezanje i, stoga, sposobni su postići samo vrlo male količine deformacija (udubljenje do razaranja), što pokazuje tablicu 1. To objašnjava postojanje vrlo malih struktura u strukturi, koje su, kada su podvrgnute lokaliziranim silama rasteženja, izvor katastrofičnog razaranja. Ovo je tip uništenja, s našim znakom vrlo dobro pri padenju objedene tarelke na pol kuhinje. Sljedeće, njihovo korištenje u sustavima broni moralo bi se pažljivo obdumovati.

Tablica 1 – Neka svojstva bronirane keramike u usporedbi s kataloškom gomogenom bronjom (RHA)

Keramika u bronevoj primjeni radi u značajnoj mjeri kao što se elementi razrivaju u konstrukciji višeslojne brone. Cijeli ovi materijali u konstrukciji mnogoslojne bronhije su razrivi na oskolke podletajućeg snarda ili njegovo brzo oslabljenje. Drugim riječima, kinetička energija snarjada raspada se bronevim materijalom razbiva snarâd na oskolke i perenacelivaâ energija nastaje u rezultatu oskolkova na strani zaštićene konstrukcije. Ostali elementi u višeslojnoj konstrukciji djelovat će kao «zapaljivači», da bi oni pogazili kinetičku energiju snarda zbog plastičnih deformacija ili raspadanja, na taj način pretvoreći je u nižu formu energije, takvu kao toplinu.

Slika 4 – Mehanizam poraženja probivanjem ploča

kompozitnoj/gibridnoj broni.

Većina sustava broni optimizirana je za «razrivanje» i «poglošćenje» kinetičke energije koja podliježe sredstvima za ugrozu. Dakle, uzmi 7,62-mm/39 pulju AK-47. Primjerice, prikladna keramika od 6 mm, povezana s poliamidnom tilom, poput kevlara, bila je dovoljna da se izazove značajno oštećenje srčanika. Razbijanje serdečnika povezano je također s radijalnom disperzijom. Uglavnom, oskolki srčanika se pokreću okomito, kada se snar pokušava probiti sustav. Time se smanjuje plotnost kinetičke energije snarda (kinetička energija, podijeljena na površinu poprečnog sečenja snarda) i, zatim, smanjuje probivnu sposobnost.

Početak prvog istraživanja u oblastima tipova brona, oblicovane keramike, može biti otkriveno u periodu nakon prvih svjetskih ratova, kada je 1918. godine major Nevill Monrou Hopkinz eksperimentalno promatrao, da je 0,0625 inča čvrsta emolija, nanesena na udar koji je pretrpio čeličnu stranu, povećao svoje zaštitne mogućnosti. Bez obzira na ovo ranije otkriće, primjena keramičkih materijala relativno je nedavni način povećanja zaštitnih svojstava u takvim zemljama, kao što je Velika Britanija. Međutim, ovaj način je našao široku upotrebu u Sovjetskom Savezu i vojnim službenicima Sjedinjenih Država u vrijeme Vjetnamske vojne. Ovdje je korištenje keramičkih materijala izazvano pokušajem smanjivanja potpore letčikova vertoletova. Na primjer, 1965. godine vertolet UH-1 HUEY opremljen je kompletom kompozitnih bronza s čvrstim premazom (HFC), koji se koristio u broniranim bočnim stranama pilota i drugog pilota. Stranice su osigurale zaštitu od 7,62-mm brončanih (AR) boepripasov snizu, s bokovima i stražnjim dijelom zahvaljujući korištenim oblicima od karbida bora i osnovama od staklovoloka. Karbid bora je jedna od najlakših keramika, koja se može koristiti u broni (i po dobrom razlogu). On ima otprilike 30 % od mase stali tog volumena iu isto vrijeme veličine tvrdoće, koja je obično u šest puta veća čvrstoća kataloške gomogene bronevoj stati (vidi tablicu 1).

Slika 5 – Sidenʹâ vertoletov tipičan je primjer primjene

keramičke broni. Sljedeće upravo: bočni vertolet TIGER (tvrtka BAE Systems Advanced Ceramics Inc.), AH-64 APACHE, koji se koristi

karbid bora čvrstog stiskanja (tvrtke Simula Inc.)

i MH-60 BLACKHAWK (tvrtka Ceradyne Inc.).

Konflikt je, konačno, dao podizanje novih ideja, a potrebno je zaštititi ekipaži vertoletova privela opsežnim istraživanjima. Upravo je ova radnja koju su 1960-ih godina izvršili znanstvenici Sjedinjenih Država, stvorila bazu za usavršavanje u sadašnje vrijeme karakteristika keramičke brone.

Mehanizam vospreŝeniâ probivaniâ pregrady snarâdom

Prežde čem se udubiti u proučavanje modernih uspjeha tehnologije u keramičkoj broni, korisno razmotriti mehanizme, jer broj kojih sustava na bazi keramike može uništiti snarâde. Rannââ rabota M. L. Uilkinza i njegov kolegij iz laboratorija Sjedinjenih Država stvorili su temelj za razumijevanje onoga što se zapravo događa od keramike, kada pulja streličkog oružja nanese udarac po cijeloj površini.

U trenutku udara ultrazvukovih valovitih nagruzki šire se u keramiku i duž srčane puli. Volna u svim ovim materijalima se uništava, jer keramika postaje problem, kada se val suprotstavi perifernoj površini dijela ili na samom dijelu spoji sloj između keramike i njenog zaštitnog sloja. Većina tipova keramičkih bronira trenutno se stvara korištenjem polimerno vezanog materijala, koji po svojoj prirodi ima nisku čvrstoću i čvrstoću. Na površini dijela keramike/svezujućeg materijala dolazi do jakog elastičnog otraženja, koje razbija keramički materijal. Osim toga, događa se silna pokretna volna, koja bukvalno «rasteguje kao molniju» polimerni vezivni materijal i, nakon toga, odvaja keramičku ploču od njezine opore. Međutim, u ovo vrijeme materijal pod sredstvom probijanja stisnut; Konični treštini proizlaze iz mjesta udara i oni vode k obrazovanju konusa u materijalu, koji se u većini slučajeva širi nagomilavanjem pula na većoj površini površine (sl. slika 6).

Slika 6 – Model ANSYS AUTODYN-2D, prikazano obrazovanje

konusa nagruzki u keramiku pod probivaûŝej pulej. Zelena boja pokazuje nepovrijeđen materijal, a crvena pokazuje oštećenu keramiku.

Golube oblasti pokazuju neuprugu deformaciju; možete vidjeti,

čto se plastična deformacija stražnje ploče događa kao raz

pod obrazemym nagruzočnym konusom keramike.

Ovo je prva prednost, koja osigurava keramiku. Kako se već spominjalo, keramika vrlo čvrsta i ova visoka čvrstoća osigurava otpornost na probivanje. Visoka čvrstoća pokazuje veliku otpornost, forsirajući njegovo zatamnjenje. Dodatne prednosti su visoke čvrstoće ovih materijala. Mašinostroitelʹnaâ keramika obično u dva puta čvrsti stali; Čvrstoća povećava svojstvo, zvano akustičko suprotstavljanje, koje djeluje na intenzitet nadzvučne valove, čiji je učinak usmjeren unatrag nakon oštrog snarda. To je vrlo važno, budući da keramika s visokim akustičkim otporom dovodi do visoke jačine utjecaja ultrazvučne valovi na snar, izazivajući njegovu štetu pri rastezanju.

Protiv kumulativnih struja, kao što su granate RPG-7, keramički materijali, čini se, posjeduju magičnu sposobnost protiv otpora probijanju. Razgadkoj ovdje je ohrupčivanje (hrupkoe protivdejstvo) materijala. Kada kumulativna struja prodire u keramiku, ona se razbija na vrlo meke oskolke u ograničenom području za prodiranje materijala u struju. Sljedeće, kaverna, koja se formira pod utjecajem kumulativnih struja, je relativno neformirana i struja terja svoju formu, kada nastoji proći kroz ovaj materijal. Zanimljivo, otkriveno je da je uobičajeno plutajuće staklo (uz staklo koje se nalazi u prozorima stambenih kuća) također učinkovito u kvaliteti bronjskog materijala protiv kumulativnih struja. Međutim, slijedi potvrđivanje da su ovi visoki pokazatelji u skladu s procjenom mase na masu, ako se usporedi sa čelikom. Stoga je potrebna prilično velika debljina stakla za osiguranje dovoljne zaštite. Okončano staklo debljine 3 mm ne može se protiviti struji granata RPG-7!!

Međutim, zanimljiva koncepcija predložena je na 13-om europskom simpoziju o bojnim broniranim strojevima (AFV), koji provodi sveučilište Cranfield University u Vojnoj akademiji Velike Britanije (30. travnja-2. svibnja 2008. godine). Tijekom ovog simpozija profesor Manfred Held (izvođač eksplozivno-reaktivne brone) raspravljao je o mogućnosti stvaranja prozirne eksplozivno-reaktivne brone (ERA), to jest, brone ERA, u kojoj se kao materijal protuaktivne ploče koristi staklo. Ako bi se upotrijebila prozirna eksplozivna tekućina umjesto običnih sastava RVH, moglo bi se proizvesti potpuno prozirnu sustavnu ERA. Međutim, kako je potkrijepio profesor Held, ovaj sustav će biti vrlo težak, tako da stražnja ploča (osnovna bronena zaštita) treba biti vrlo tolika i dovoljno čvrsta, tako da nije djelovala na bočno za njezinog člana ekipaža, kada detonira eksplozivnu tvar eksplozivne zaštite. Debljina nepomične stražnje ploče mora biti reda 150-200 mm u usporedbi s prednjom protudjelujućem pločom od 10-20 mm.

Keramički materijali posjeduju također dobar mehanizam poboljšanja pri nanošenju udara pri većoj brzini poražavajućih elemenata. Ovo posebno korisno svojstvo u djelovanju kumulativnih struja, poput čvrstoće keramike, u ovom se slučaju znatno povećava pri ovim vrlo visokim brzinama opterećenja. Ovo je dobro svojstvo za programere broni. S mjerenjem povećane čvrstoće povećava otpornost na probijanje i, nakon toga, struju ili snarâdu sve napore probijati takvu pregradu. Upravo ovaj mehanizam poboljšanja čini ove materijale posebno cijenjenim u ostatku samoformirajućih se poražavajućih elemenata tipa «udarnog jadra» (EFP). Nedavno su novi dijelovi baze EFP-a privukli ozbiljnu pažnju zahvaljujući korištenju njihovih pojava u Iraku, koje imaju značajne zalihe protutankovskih minusa sovjetskog razdoblja, u kojima se koriste elementi EFP-a. Obično se omotači takvih naboja izrađuju od plastičnih metala, na primjer, od niskouglerodistog stali ili medija. Rezultat koji se pojavljuje u rezultatu podrivanja prikazuje element se sastoji u ovom slučaju od deformiranog metala, vrlo učinkovito zahvaljujući brzini, ali ovi elementi relativno mekani. U više usavršenih elemenata EFP koristi se tantal (jako dobar materijal iz njegove upotrebe na mobilnim telefonima). Međutim, čvrstoća keramike daje svoju zamršenu sposobnost iz-za izazivanja značajnog protudejstva snažnog udarca EFP. Od primjera keramičkih bronira za zaštitu od EFP-a je ploča koja se postavlja na neke strojeve ispod dana za zaštitu od min.

Slika 7 – Komponente keramičke bronice tvrtke Coors-Tek

za primjenu u brone stroju.

Slika 8 – Stroj BULL klase MRAP II, razvijen od strane tvrtke Oshkosh

i Ceradyne, odlikuje se velikim korištenjem keramičkih bronica za

osigurava zaštitu od naboja tipa «udarno jadro».

Keramički materijali za primjenu na polju boja

Aluminijski oksid

U 1980-im godinama u većini sustava zaštite na bazi keramike, koji su korišteni na pole boje, korišten je oksid aluminija, poznat inače kao glinozem (aluminij). Aluminijski oksid relativno loš u proizvodnji, pa čak i prilično tanki elementi zaštite na njegovoj bazi mogli bi zadržati puli streličkog oružja, pucajući s velikom brzinom. Kako je 1995. godine istaknuo S. Dž. Roberson iz tvrtke Advanced DefenceMaterials Ltd ima značajna poboljšana svojstva keramičke zaštite pri korištenju aluminijskog oksida u usporedbi s drugim materijalima/kompozicijskim materijalima. Pri korištenju sustava s karbidom krema i karbidom bora dopunska balistička karakteristika imala je značajne dodatne troškove. Iako se krivo nekoliko promijenilo u odnosu na 1995. godinu, omjer ostaje prežim. Postoji optimalno po visokoj odluci za relativno nevelika poboljšanja balističkih karakteristika. Međutim, prednost dodatne zaštite od vatrenog oružja (hotja i neznatno) može biti zamančiva, ako je potrebna minimalna masa, na primjer, u zrakoplovnim ili ličnim (individualnim) sustavima zaštite.

Slika 9 – Površinska plotnost različitih tipova materijala,

potrebna za zaštitu od 7,62-mm bronzanog pulja,

u usporedbi s njihovom relativnom vrijednošću.

Aluminijski oksid široko se koristi u sustavima individualne zaštite osobnog sastava, kao iu sustavima zaštite stroja. U Velikoj Britaniji prvi sustav zaštite osobnog sastava masovne proizvodnje, u kojem su korištene keramičke ploče, uveden je u Sjevernoj Irskoj. Bazni mekani sustav zaštite, poznat kao bojeva lična bronza (SVA), napravljen je i sastoji se od osnovnog elementa od najlona i poliamidnog vlakna, u koji se mogu dodati 1-kg ploče od kompozicijskog materijala s poliamidnim vlaknom, oblikovanom keramikom za zaštitu srca i glavne organa ot visokoskorostnyh vintovočnyh pulʹ (sm. sl. 10). Oni su slični SARI pločama, koje su privukle široku pozornost vojnih službenika Sjedinjenih Država.

Slika 10 – Boeva ​​lična zaštita (SVA),

pokazan karman za postavljanje keramičkih ploča.

Slika 11 – Proces zadržavanja srčanika puli ARM2 iz

zakaljenom stali plitkom od oksida aluminija na čeličnom temelju.

Karbid bura

Bez obzira na ekonomičnu učinkovitost i sposobnost aluminijevog oksida zadržati većinu streličkog oružja uz relativno dobru učinkovitost u masi, svoj put na tržištu keramičkih broni našli su drugi keramički materijali. Najpoznatijim je karbidna bora – materijal koji je prvi put korišten 1960-ih godina. On je nevjerojatno čvrst, ali također nevjerojatno skup i stoga se koristi samo u najekstremnijim uvjetima, u kojima je poželjno nadoknaditi nekoliko grama mase strukture bronha, na primjer, kao u bočnim dijelovima aviona V22 OSPREY. Drugi primjer korištenja karbida bora bio je u proizvodnom sustavu pojačane osobne zaštite (EVA). Opće je potrebna minimalna masa za relativno visoku zaštitu. Ona je bila uvedena britanskim suhoputnim snagama za osiguranje zaštite od 12,7-mm pulja sa stajnim sercedom i sadržavala je u sebi komplet "tupoj ozljede". Tupaja se ozljeda događa, kada se zaštita ne probija, ali prijenos impulsa izaziva veliku deformaciju u slojevitim oporima, vodeći k ušibama, ozbiljnim ozljedama glavnih organa i čak smrti.

Karbidnu boru proizvela je tvrtka BAE Systems Advanced Ceramics Inc. (službeno Cercom) i integrirana u postavku koja štiti od streličkog oružja (SAPI), u sustav osobne zaštite bronežileta (IBA). U 2002. godini postavljeno je naoružanje 12000 takvih ploča s karbidom bora.

Slika 12 – Novi proces formiranja karbida bora, razvijen

institutom tehnologije države Džordžija, omogućuje stvaranje složenih

izognute forme za korištenje u kaskama i drugim elementima

osobne zaštite. Na snimci je prikazana opipljiva kaska malog obima.

Karbid bora je materijal s visokim karakteristikama. Osim nevjerojatne čvrstoće, koja posjeduje ovaj materijal, i njegove nevjerojatno niske čvrstoće, on ima još jedan potencijalni nedostatak. U posljednjih nekoliko godina postoje neke osnove pretpostavljaju da on neće djelovati tako dobro, kao što se očekuje, pri probijanju visoko brzih puljama s plotnim srcem. Ovo, kako polagaju, uvjetovano fizičkim promjenama, koje prolaze s materijalom, kada je podvrgnut snažnom udaru, izazivamomu ovim boepripasama. Činjenično pri ispitivanju s neodređenim aluminijskim materijalom u kvaliteti oslonca postoji pretpostavka da protiv osobnih snarâdov na bazi karbida volframa određene marke karbida bora djeluju također dobro, kao i pregrade iz zakiseljenja aluminija. To unatoč velikoj čvrstoći karbida bora. Poznato je također da kada je karbidna bora povezana sa slojevitom plastikom, armiranom vlaknom, dolazi do pojave «razrušenih promežutaka». To se događa tamo, gdje se obnaružuje dvostruka brzina V50 (brzina, pri kojoj se očekuje, da je 50 % punjenja potpuno probno). Raskrivanje (dejstvo) dvostruke brzine V50 obično se objašnjava prijelazom od probijanja nepovrijeđenog snimka k poraženju cijelog uništenog snarjada na većoj brzini. Međutim, rad znanstveno-istraživačkog laboratorija suhoputnih snaga Sjedinjenih Država pokazao je da se učinak pri većoj brzini V50 na kompozicijski materijal, oblikovan karbidom bor, događa u vezi s promjenom u procesu obrazovanja oskolkov keramike. Ne manje, zaključak iz ovih rezultata znači da debljina pločica karbida bora mora biti veća nego što se prvobitno očekivalo, da bi se zaštitili od ovih plotnih srčanih snarâda s najvećom brzinom. Ima mnogo podataka koji pokazuju da je karbidna bora dobar keramički materijal za upotrebu protiv čeličnih bronebojnih snarâda.

Slika 13 – Rentgenovski snimak, prikazuje vremenske podatke

utjecaj 7,62-mm srčane puli ARM2 na karbidnu buru. Pokazany:

zaderžka, proniknovenie za sčet érozii, oskolki puli i pogloŝenie.

Karbid krema

U posljednjih nekoliko godina drugi keramički materijali također su pokazali značajnu perspektivu u osiguranju zaštite od vatrenog oružja, ali niti jedan od njih nije bio učinkovitiji od potvrđenih vrućih presovanih uzoraka karbida kreme, koje proizvode američke tvrtke, kao što su BAE Systems i CeradyneInc. Tvrtka Ceradyne, posebno, ima dugu rodoslovnu svrhu u proizvodnji keramičkih ploča za primjenu u zaštiti, koja će biti uključena u ovaj proces 1960-ih godina. Ovaj materijal proizvodi se pod ujedinjenim naponom i pritiskom, kako bi se izradio nevjerojatno pročni dio, koji, kako je dokazano, osigurava visoku otpornost na probijanje boepripasa streličkog oružja, kao i snarâda APFSDS. Tijekom izrade obično se postiže temperatura oko 2000°S.

Karbid krema je posebno pokazala nevjerojatno protivljenje probivanju, izazvanom pojavom, poznatim kao zadržka u vremenu. Govorim jednostavno, «zadržavanje vremena» to je, kada se snarâd, čini se, doslovno sidi (otsjuda «zadržavanje») na površini keramike neko vrijeme nakon udara. Ova pojava, koju je moguće vidjeti pri korištenju visoko brze fotografije i bljeskalice rendgenskog luča, izaziva glavnu temu, da keramika predstavlja više pročnu, nego što je snarâd, i, potom, snarâd počinje radijalno radijalno po površini keramike. Iako se ova pojava pojavila početkom 1990-ih u laboratorijima suhoputnih snaga Sjedinjenih Država, naučnici sve još pokušavaju razjasniti mehanizam koji se podržava u keramici. Međutim, jasno je da je «dlitelʹnoe» uderžanie ključ, izazivaûŝim to djelovanje. Ovim načinom, kojim se to može postići, koristi se vrsta vrućeg prešanja za kapsuliranje keramike pomoću metalnih obloga. Sljedećim postupkom je izvođenje visoko stisnutih naprezanja u keramičkom materijalu toplim rasklapanjem metalnih i keramičkih slojeva pri hlađenju. Ova prethodna učitavanje na konačnom računu osigurava prednost keramike. Druga prednost osigurava okantovku keramičkog materijala metalnim oblogama i povećanjem mogućnosti pružanja mnogobrojenijih popadanja. Ovo ograničenje djeluje za očuvanje svih oskolina u jednom volumenu i, zatim, povećava eroziju sposobnost broni pri dodatnih strelica.

Otnositelʹno nedorogoj karbid krema može se proizvesti također putem procesa, poznatog kao spoj reakcije. Ovaj postupak osigurava točnu veličinu keramičkih proizvoda, dok druge tradicionalne metode obrade ne dopuštaju postizanje toga iz-za visoke temperature i tlaka. U ovom slučaju kemijska reakcija je osnova za proizvodnju keramičkih proizvoda. Reakcija povezuje izvorne keramičke materijale koji se koriste za određene vrste broni pri niskoj opasnosti. Međutim, često se u strukturi keramike odlažu pobočni proizvodi u obliku «pudlingovog krika», koji mogu oblikovati slaba mjesta u keramici. Za karbidnu kremu, dobivenu spojenu reakciju, oni prihvaćaju kremu - u odnosu na meki materijal.

Slika 14 – Mikroskopska struktura (na vrhu dolje): povezano

reakcija karbida kremnija, pečenog karbida kremnija i karbida bora.

Slika 15 – Nova gusenička bojna mašina PUMA jedna je od

nekoliko strojeva koji su zaštićeni elementima keramičkih bronira SICADUR (karbidna krema) tvrtke CeramTec-ETEC. Éta mašina

nalazi se u naoružanju njemačkih suhoputnih snaga.

Drugi kompozicijski materijali

Ostali keramički materijali, na primjer, kremni nitrid i aluminijski nitrid pokazali su relativno malu perspektivu u proizvodnji keramičkih broni.

Postoje poruke da je aluminijski nitrid prihvaćen na nekim broniranim strojevima, ali ih je malo. Aluminijski nitrid je čudan materijal, ta neobičnost se sastoji u tome da radi bolje pri povećanim brzinama udara (ovladava visokom postojanošću), ali pri balističkim brzinama, koje se sreću na današnjem polju boje, ima relativno nisku postojanost.

Keramički materijal s karbidom volframa također je razmatran za primjenu u zaštitnim sredstvima i, iako je relativno skup i prilično čvrst (nominalno u šest puta plotnu karbidnu kremu), vrlo je čvrst i izaziva visoku akustičku otpornost na udar. Ovo svojstvo je glavno i koristi se u zaštitnim uređajima (sustavima) za pokretanje u središnjoj puli napregnute velike amplitude, što u konačnom rezultatu dovodi do njegovog uništenja. Polagaju, da samo objekti s relativno tankom bronzanom zaštitom, koja zahtijeva stabilnost od obstrela bronebojnim (AR) boepripasama, takav materijal može osigurati potencijalne mogućnosti ekonomičnosti rezerviranog prostora, kada masa nije određena.

Prozračne keramičke materijale

U posljednjih nekoliko godina provedena je značajna radnja u potrazi za alternativnim pulestojkim sustavima ostakljenja, koji se koriste (u obliku vjetrobranskog stakla) na takvim strojevima, kao što je Humvee. Suvremeni tradicionalni prozirni sustavi relativno su teški, posebno kada su potrebni za zaštitu velikih sekcija (okon). Ovo izaziva probleme pri razvoju zaštite lakih strojeva. Tradicionalni sustav ostakljenja takvih strojeva sastoji se od nekoliko slojeva stakla, od kojih je svaki odvojen polimernim slojem i održava se polikarbonatnim slojem. Ovi tipovi sustava mogu imati masu do 230 kg/m²debljine 100 mm za osiguranje razine zaštite 3 prema standardu STANAG Level 3 (od 7,62-mm pulja). Staklo za prozore veličine stroja Toyota LandCruiser i debljine 100 mm čine masu od oko 250 kg plus čelične mase potrebne debljine za njegovu ugradnju. Ukupna masa cijelog sustava trebala bi biti, vjerojatno, znatno.

Prozračni keramički materijali pružaju zamjensku alternativu pulestojkim sustavima ostakljenja, budući da ovi materijali posjeduju čvrstinu, koja ima mnogo veću čvrstoću okonog stakla. Ovo osigurava programerima zaštitu kako bi smanjili svoju masu i debljinu. Trenutačno postoje tri funkcionalne varijante materijala za korištenje u prozirnim elementima zaštite, a to su aluminijski oksinitrid ili ALON, aluminij-magnezijalni špinel ili špinel i jednokristalni aluminijski oksid (sapfir).

Aluminijski oksinitrid ili ALON mogu se dobiti u obliku prozirne polikristalne keramike obradom tehnoloških ruta, koje se koriste za dobivanje obično neprozirne strojnostrojne keramike. Obično će se ALON proizvoditi iz prethodno sintetiziranog praha, u kojem se zatim može dodati oblik i koji se potom može peći u dušičnoj atmosferi.

Slika 16 – Étot ispytatelʹnyj kusok prozirnoj broni,

izrađen od ALON-a, udario puli 7,62 mm.

Špinel može biti poučen putem učvršćivanja komercijalnog dostupnog praha ili putem vrućeg prešanja, ili putem pečenja bez pritiska. Osim toga, za poboljšanje mehaničkih svojstava i prozirnosti potrebno je vruće izostatičko prešanje uzorka. Ovaj proces uključuje istodobnu primjenu za uzorak ravnomjernog tlaka plina i zagrijavanja. Osnovna prednost u usporedbi s jednoosevim vrućim pritiskom je to što se pritisak primjenjuje pojedinačno u svim smjerovima, a ne samo u jednom smjeru. Ovaj rezultat je bolja jednorodnost materijala i mikrostruktura bez prednosti orijentacije, što dovodi do veće čvrstoće i prozirnosti.

Slika 17 – Mnogobrojnye popadaniâ 7,62-mm/54R pulâmi Dragunova

u prozirnoj keramičkoj bronci AMAR-T tvrtke IBD.

Slika 18 – Iznimna zaštita AMAP-R plus zaštita

od poražavajućih elemenata tipa udarno jadro (EFP).

Trenutačno su ova tri keramička materijala visokokvalitetna u proizvodnji, a to znači da je njihova upotreba još uvijek rezervirana za vrlo mala područja upotrebe. Međutim, njemačka tvrtka IBDeisenroth Engineering nastavlja razvijati ovaj tip tehnologije razvoja svog niza proizvoda AMAR (perspektivna modularna zaštita brone). U svom proizvodu AMAR-T, gdje T znači prozirno, tvrtka koristi prozirne keramičke materijale za povećanje zaštite do razine 4 prema standardu STANAG. Ovi podaci označavaju da ovaj tip može uspješno uspostaviti mnogostruku zaštitu od udaraca s bliskim držačem 7,62-mm/54R bronzanim boepripasima Dragunova sa staličnim srcem. Postizanje razine zaštite 4 prema standardu STANAG uz pomoć prozirne bronze utiskuje se u prisutnosti prijetnji nanesenog udara 14,5-mm/114 puleva V32 s postojanošću 200 m pri brzini od 911 m/s.

Novye podhody

S razlikom od sredstava za zaštitu osobnog sastava (bronežilet) brončana mašina ne ograničava potrebu u gibkosti; prikladno obično željenim kvalitetama sposobnost su održavati mnogobrojenija popadanja i osigurati remontoprigodnost. Raniji načini korištenja keramičkih materijala uključili su zadeljak keramičke sfere u prednjem dijelu otlivaka temeljenih sovjetskih osnovnih bojevih tenkova za osiguranje otklona i erozije bronebojnog snarâda. Ovo zanimanje se integriralo s ostalim tenkovima T-72 i T-80. Međutim, većina keramičkih sustava izrađena je kao dopunski komplet, to jest sustav elemenata broni koji bi se mogli učvrstiti u korpusu stroja. Ovi dodatni kompleti sastoje se od keramičkih materijala koji se koriste u spoju sa slojevima drugih materijala, koji se obično ne koriste.

Kao takav primjer je sustav LAST (tehnika lakšeg dodatnog sustava), koji je koristio morsku pehotu Sjedinjenih Država na strojevima LAV (8x8). Sustav broni LAST sastoji se od keramičkih šesterogranskih modula koji se pričvršćuju na korpus stroja uz pomoć klija, skleivajućeg pri nadavljivanju. Plitke se mogu uložiti (slojevima) za povećanje razine zaštite, zatim se mogu primijeniti balistička obrada za upravljanje potpisom. Razrađeni su slični uzorci u kojima su korišteni krupni krjuki i petli čičak za postavljanje keramičkih ploča na bortu s ciljem smanjenja složenosti rada u kazalištu vojnih radnji (u boevoj opstanci).

Takva metoda učvršćivanja korištena je 1990-ih godina s bronjom ROMOR-C tvrtke Royal Ordnance (to je sada dio grupe BAE Systems). Ova bronča se sastoji od slojeva keramike od aluminijskog oksida, natopljenih GFRP(stekloplastikom)/aluminijskim konstrukcijama. Poznato je da je ovaj tip spajanja, koji se koristi u proizvodnji takve konstrukcije broni, sasvim rješavajući, i primjećeno je značajno smanjenje karakteristika, ako proizvođač ne koristi pravilan klej. Obično je poželjna dobra pročna veza, koja ne dopušta nikakav sloj između stražnje površine keramike i konstrukcijskog elementa, s kojim je spojena. Iako kakav-to rad, usmjeren na usavršavanje kvaliteta kleja i proizvodila se, ona je imala relativno mali uspjeh. Ostale prednosti mogu se postići detaljnijim odabirom geometrije plitke. Na primjer, šestougolne pločice ispunjavaju zahtjeve (vidi sistem LAST), tako da se svode do minimalnog razaranja granica djelovanja. Nedavno je znanstveno-tehnička laboratorija Ministarstva obrane Velike Britanije patentirala šestiugolni element za korištenje u mozaičnoj komponenti. Ovaj osobni element ima nastupe, koji ga odvajaju od susjednih, predotvarajući, na taj način oblik "povreženiâ" (udarnoj volny) po broni.

Prethodno proširenje udarne valute od pločica i pločica nije nova ideja i neke će se činjenice utvrditi, kako bi se uspostavila razumna odluka Sovjetskog Saveza za postavljanje keramičkih sfera u njegovim tenkovima. Jedan od uspješnijih sustava bronze, koji se koristi ovom metodom, je laka poboljšana bronja, zaštićena od napada vatrenim oružjem (LIBA), razvijena od strane tvrtke Mofet Etzion Ltd (Izrail). Ova bronča se sastoji od velikog broja keramičkih elemenata koji se nalaze u rezinovoj matrici. Ova bronča može se proizvoditi tako da pruža zaštitu od 14,5-mm bronzano-zažigateljnih (API) boepripasova, i ima dodatnu prednost, koja se uključuje u to, da se posebni elementi mogu zamijeniti nakon oštećenja. Paneli čuvaju također određeni stupanj gibkosti i za niže razine zaštite mogu se sastaviti u gotovo bilo kojem obliku. Stoga, ona se može koristiti za osobnu zaštitu (u bronežiletama), gdje, kako je utvrđeno, pruža bolju zaštitu od mnogih napada zahvaljujući svojoj višesegmentnoj konstrukciji. Korištenje se također širi na lake bronirovane mašine. Iskorištena je na strojevima Stryker suhoputnih snaga Sjedinjenih Država, koje se nalaze u naoružanju u Iraku i Afganistanu.

Slika 19 – Krupni plan modula bronze LIBA (legko usavršene bronze, koja štiti od poražavanja vatrenim oružjem) u Izraelu

tvrtke Mofet Etzion, prikazane su otvorene šarike keramičke bronice.

Slika 20 – Rezultati ispitivanja streljačkih ploča LIBA

uvjerljivo demonstrirati sposobnost materijala vyderživatʹ

mnogočislenye popadaniâ.

Druge nove metode u izradi broni uključuju korištenje onoga što je poznato kao materijali, sortirani prema funkcionalnim mogućnostima (FGM). Prvobitno su istraživali krajem 1960-ih godina i u posljednjim godinama opet su izazvali interes. FGM je jedinstvena struktura koja maksimizira prednost keramičkih materijala, da površina udarca bude čvrsta, a stražnji slojevi će biti metalni i, stoga, osiguravaju dobru plastičnost i udarnu čvrstoću. Ovo je metoda razrušitelja/poglotitelja koju smo ranije razmatrali. Takvi materijali obično se sastoje od keramičke prednje ploče, napravljene od naknadnih slojeva s većim sadržajem metala. Metalokeramički razarajući slojevi mogu se također koristiti u kvaliteti vanjskih (prednjih). Ovi materijali su mješavina keramike i metala sa značajnim dijelom keramike. Laboratorije suhoputnih snaga Sjedinjenih Država provele su pokuse s monoboridom titana, koji je zbijen kao metalokeramika i iz poluslojeva, svaki s većim sadržajem titana sastoji se od tog mjerenja, kao što se uzorak razmatra na primjeru prednje ploče (površinski udar) na stražnjoj strani. Zadnja površina sastoji se od čistog titana. Bron od aluminijskog splava s oblikovanim materijalom FGM pružio je bolju zaštitu od 14,5-milimetarskog snarâda V32 u usporedbi s katanom gomogenom bronom (RHA). Potencijalna prednost ovih materijala je da oni mogu osigurati bolju zaštitu od mnogih napada, nego što je sama keramika, no suvremeni podaci govore da su njihove karakteristike još niže od karakteristika običnih brončanih keramičkih materijala.

Kompozicijski materijali s metalnom matricom (MMS) također daju neku drugu nadu u osiguranju povećanja mogućnosti za postizanje mnogih napada u usporedbi s keramičkim materijalima. Jedan takav obrazac nudi tvrtku Exote Oy. Ona proizvodi kompozicijski materijal s metalnom matricom na osnovi karbida titana, koji, kao što pokazuju predstavnici tvrtke, osigurava zonu oštećenja, koja ima samo 20-30 % veću površinu poprečnog sječenja pula. Kompozicijski materijal s metalnom matricom primjenjuje se na sličan način keramičkim materijalima, spojem s opornim materijalom, bilo sa čelikom, aluminijem, bilo s vlaknistim kompozicijskim materijalom. Pri udaru konusa (ranije pregledan) širi se napon snarda na relativno velikoj površini površine, smanjujući na taj način čvrstoću kinetičke energije, koja djeluje na opornom materijalu. Tvrde čestice karbida titana (~ 1500 VHN) razaraju snar, ali zahvaljujući relativnoj čvrstoj metalnoj matrici, u kojoj su čestici uvedene, trećina je ograničena. Proizvođači tvrde da WC-Co pulpa od 7,62 mm – 51 mm može biti obnovljena brončama s konstrukcijskom čvrstoćom proizvoda od 52 kg/m², koji je stvoren kompozicijskim opornim materijalom s vlaknom od aromatičnog poliamida. Ovi kompozicijski materijali s metalnom matricom mogu se proizvesti pri korištenju procesa samorasprostranjenog visokotemperaturnog sinteza (SHS).

Slika 21 – Bronâ Exote tvrtke Exote Oy razbija probivaûŝij

snarâd i isključuje poraženje. Udar drobitsâ i raspredelâetsâ

po višej konusoobraznoj površini, koja je učinkovita

pogloŝaet energiû snarâda.

Kommerčeskie varianty

U ovim danima postoji mnogo varijanti keramičkih ploča za kupnju sustava osobne zaštite i kompleta zaštitnih broni za lake bojne bronirovane mašine. Tvrtka IB Deisenroth posebno je objavila osiguranje zaštitnih rješenja tijekom više od 20 godina. Rannim primjerom primjene njezine bronje je sustav MEXAS (modulna, dodatno izmijenjena sustav broni), koji se postavlja na kanadski BTR M113 za djelovanje u Bosni. Predstavnici tvrtki uspostavili su također sličan sustav na razvijenoj tvrtki Mowagmašina LAV III (8x8), također za kanadske suhoputne snage. U svim ovim primjerima bronza od keramičke ploče MEXAS uspješno je postavljena sklopka metalnih korpusa stroja. Ova bronza je također postavljena na bojni stroj Stryker SAD za osiguranje zaštite od 14,5-mm bronzanog pula, iako u porukama stoji da se ne postavlja na stroj tijekom mirne pripreme za boj, kao što dodaje masi stroja 3 t.

Ima također mnogo dobavljača keramičkog sira, iako u Europi doživljavamo nekoliko stupnjeva ograničenih postavki materijala vrućeg tiskanja. Keramika vrućeg presovanja ima tendenciju biti pročne i osigurati bolju zaštitu od vatrenog oružja i, stoga, ovi tipovi keramike zamančivi za izradu broni. Međutim, izrađeni keramički materijali, kao što su Sintox FA tvrtke Morgan Martoc, imaju dugi rodoslov u stvorenoj bronci. Tvrtke MON-9, ETES, VAE Systems, Ceradyne i CoorsTek također proizvode veliki niz vrsta keramičkih materijala obično od pločica tipa SAPI do pločica za strojeve i zrakoplove. Međutim, ključnim momentom razvoja kompleta keramičkih broni uspješna je njihova integracija u sustav, koja se štiti i, više od toga, jamči da su pouzdani u bojevim uvjetima.

Može li se riješiti jedan problem, koji bi umirio većinu komandirova na polju borbe, hoće li ovaj sustav zaštititi vojnika. Većina može temeljiti svoje iskustvo u odnosu na keramičke materijale na tom mjestu koje su vidjeli na kuhinji pri razbijanju fajansovog posuđa. No zanimljivo, ne govoreći o obraćenju s keramičkim bronama uz pomoć kuhala, većina sustava trebala bi biti dovoljno čvrsta da bi se izdržali snažni udarci ili iznos.

Ocjena

Bez obzira na visoke karakteristike keramičkih materijala, oni se ne moraju razmatrati kao jedinstveni dućan trgovina za zaštitu sustava. Oni su svi paraziti po prirodi i, stoga, ne mogu napraviti značajan ulog u konstrukciju stroja. Razlog za to je njihova nemogućnost da se postigne otpornost na konstrukciju i, ne u manjem stupnju, teškoća proizvodnje keramičkih dijelova složenije forme. Osim toga, oni posjeduju smanjenu sposobnost da izdrže mnoge napade u usporedbi s drugim materijalima, kao što su čelik, titan i aluminij. Pri korištenju metalnih učinaka postiže se ograničeno područje do jednog dva kalibra od točke udara, a pri korištenju keramičkih materijala to se djelovanje širi na cijeli geometrijski sloj plastike, kako bi to bilo veliko. Sve je još važnije, kada jedan od najbrojnijih suvremenih prijetnji ishodi od ognja teških pulemeta, kao što je ruski 14,5-mm KPV. Od ovog oružja mnoge sotne puljove mogu se pokrenuti na odabranom mjestu za nekoliko minuta i, zatim, u ovim slučajevima potrebna je dobra sposobnost za postizanje brojnih napada. Međutim, keramički materijali daju prednost tamo, gdje je vjerojatno samo jedan jedini upad, na primjer, u zrakoplovima i pri primjeni teških broni. U rezultatu su se keramički materijali široko koristili u sidenʹâh ékipažej i polah bronirovannyh vertoletov i transportnyh avionov. Na primjer, tvrtka VAE Systems izradila je monolitno bočno kućište u obliku kutije za letčicu vertoleta UH-60M, izrađeno korištenjem keramičkih materijala. Podobne bočne strane izrađene su korištenjem karbide i oslonca od kevlara za vertolet AN-64, kao i za avion S-130. Korištenje keramičkih broni za bočnu ekipažu gotovo je postalo prihvaćeno kao metoda zaštite ekipaže i osiguralo je keramiku od prve namjene u vojnoj uporabi – letovi vertoletov u Vjetnamu.

Slika 22 – Zadnja strana tople keramičke ploče, koja je

dobila udar visokoskorostnoj pulej . V étom slučaju pulâ

bila potpuno ostavljena, ali oštećena

rasprostranilo se na cijeloj površini plitke.

Keramički materijali postaju također manje privlačni, kada je brončana naklonna. Razmještaj metalne bronje pod ostrim uglom na bojevim broniranim strojevima bio je zajedničkim položajem u vrijeme druge svjetske vojne, na primjer, na tenkovima poput T-34. Međutim, prednost može biti osigurana metalna ploča, smještena pod uglom u keramičku podlogu, ne koristi se na isti način. U metalnoj broni učinkovita debljina povećava se s povećanjem ugla. Sljedeće, snarâd mora probiti više materijala i istovremeno se podvrgnuti izgibajućeg naprezanja zahvaljujući geometriji broni. Keramički materijal pod oštrim uglom također povećava debljinu materijala po liniji cijene snarâda. Međutim, kada snar uđe u temelj s bronom, polusferna volna proizlazi iz točnog udara, ali se prikazuje u granici razdvojenosti između keramike i opornog sloja u smjeru, okomitom granicom podjele. Sljedeće, razrušena volna pri rasteženju nema odnos prema prednostima naklona. Slijedeći podčerknuti, keramički materijali ne djeluju loše pod ostrymi uglovima, ali vjerujte da oni ne djeluju tako dobro, kao što su mislili ili nadejalisʹ. Osim toga, oni usilivaju rikošetiranje pri velikim uglah naklona.

Buduće

Tak kuda mogu pronaći keramičke bronove? Za početak poboljšana sposobnost povećanja brojnih napada može se već u ovom trenutku postići putem uključivanja keramičkih materijala u odgovarajuću ovojnicu putem rassredotočenja keramike u konstrukcijama tipa matrice (na primjer, LIBA), smanjenja veličina, kao što se koristi u mozaičnim konstrukcijama broni, ili korištenjem manje čvrstih, no više čvrstih karbidnih materijala s pročnom vezom. Sljedeće, svaka postupna promjena u karakteristikama materijala dovodi do upornog i sveg istog čvrstog materijala, koji je sposoban postići sljedeći jedan za druge udare snarâdov. Nažalost, u odnosu na keramičke materijale postoje opća pravila, nego što tveržete da napravite materijal, on postaje hrupkijim.

Ostali uspjesi mogu biti postignuti u obradi sira i, posebno, smanjenju cijene keramičkih materijala višeg nivoa, poput diborida titana, karbida kreme i prozirnih keramičkih materijala, razmotrenih gore. Alternativno, uspjesi mogu postati zapaženi, kada istraživači načnu bolje prihvatiti ulogu zadatka i kako bi je podržali. Ili se mogu praktički pojaviti metode boljeg spajanja, koje omogućuju spajanje keramike s metalnom osnovom bez upotrebe polimernih klejeva. U svakom slučaju, vjerojatno, nevelika ishodna točka povećava njihovu čvrstoću. U konačnici, oni su svi od jednog od samih tvrdih imajućih materijala. I značajno tverže snarâdov, koji su razrušeni.