Қару -жарақ адамзаттан миллиондаған жылдар үлкен және ол негізінен жақтар мен тырнақтардан қорғау үшін жасалған. Крокодилдер мен тасбақалар адамзатты қорғаныс элементтерін жасауға шабыттандыруы мүмкін. Кинетикалық энергияның барлық қаруы, мейлі ол тарихқа дейінгі клуб немесе қару-жарақ снаряды, үлкен күшті шағын жерге шоғырландыруға арналған, оның міндеті-нысанаға ену және оған барынша зиян келтіру. Демек, қару -жарақтың міндеті - бұл оны қорғайтын жұмыс күшінің, көлік жүйелері мен құрылымдарының зақымдалуын азайту үшін шабуылдау құралдарын бұру немесе жою және / немесе әсер ету энергиясын мүмкіндігінше үлкен аймаққа тарату арқылы болдырмау.
Қазіргі қару -жарақ, әдетте, снарядты тоқтатуға, ауытқытуға немесе жоюға арналған қатты сыртқы қабаттан, өте жоғары «сынуы» бар аралық қабаттан және жарықтар мен қоқыстарды болдырмайтын жабысқақ ішкі қабаттан тұрады.
Болат
Алюминий мен титанның жеңіл қорытпалары, керамика, полимерлі матрицасы бар композиттер, әйнек талшықтармен, арамидтермен нығайтылған құрыштың пайда болуына қарамастан, броньды машиналарды жасауда кеңінен қолданылатын алғашқы материал болат әлі де сұранысқа ие. және ультра жоғары молекулалық салмақты полиэтилен, сонымен қатар металл матрицасы бар композициялық материалдар.
Көптеген болат диірмендері, соның ішінде SSAB, қосымша қаптамалар сияқты әр түрлі салмақты сынамалар үшін жоғары берікті болаттарды әзірлеуді жалғастыруда. Қалыңдығы 4-20 мм болатын ARM OX 600T брондалған болат кепілдік беріктігі 570-тен 640 ГВт бірлікке дейін жеткізіледі (қаттылық, Бринелл, Вольфрам қысқартылуы; стандартты диаметрлі вольфрам шары басылған сынақ) белгілі күші бар материал үлгісіне, содан кейін пайда болған ойықтың диаметрі өлшенеді; содан кейін бұл параметрлер қаттылық бірліктерінің санын алуға мүмкіндік беретін формуламен ауыстырылады).
SSAB ену мен жарылудан қорғау үшін қаттылық пен қаттылықтың дұрыс теңгеріміне қол жеткізудің маңыздылығын атап көрсетеді. Барлық болаттар сияқты, ARMOX 600T құрамында темір, көміртек және кремний, марганец, фосфор, күкірт, хром, никель, молибден және бор бар басқа да қоспалайтын компоненттер бар.
Өндіріс технологиясында шектеулер бар, әсіресе температураға қатысты. Бұл болат қосымша термиялық өңдеуге арналмаған; егер жеткізілгеннен кейін 170 ° C жоғары қыздырылса, SSAB оның қасиеттеріне кепілдік бере алмайды. Мұндай шектеулерді жеңе алатын компаниялар бронетехника өндірушілерінің мұқият бақылауына түсуі мүмкін.
Басқа шведтік Deform компаниясы бронетранспортерлерге, әсіресе коммерциялық / азаматтық көліктердің қорғанысын жақсартқысы келетіндерге, оққа төзімді құрыш болаттан жасалған ыстық бөлшектерді ұсынады.
Nissan PATROL 4x4, Volkswagen T6 TRANSPORTER микроавтобусында және Isuzu D-MAX пикап машинасында бір материалдан жасалған қатты еденге арналған парақпен бірге біртұтас Deform брандмауэрлері орнатылған. Деформа әзірлеген және қаңылтыр өндірісінде қолданылатын ыстық қалыптау процесі 600 ГБ [HBW] қаттылығын сақтайды.
Компания құрылымдық анықталған пішінді сақтай отырып, нарықтағы барлық бронды болаттардың қасиеттерін қалпына келтіре алатынын мәлімдейді, ал нәтижесінде алынған бөлшектер дәстүрлі дәнекерленген және ішінара қабаттасқан құрылымдардан әлдеқайда жоғары. Деформа әзірлеген әдістемеде ыстық соғудан кейін парақтар сөнеді және шыңдалады. Бұл процестің арқасында суық қалыппен алуға болмайтын үш өлшемді пішіндерді алуға болады, мұндай жағдайларда міндетті түрде «сыни нүктелердің тұтастығын бұзатын дәнекерлеу».
Деформациялық ыстық қалыптан жасалған болат қаңылтырлар BAE Systems BVS-10 және CV90 және 1990 жылдардың басынан бастап көптеген Kraus-Maffei Wegmann (KMW) машиналарында қолданылды. LEOPARD 2 цистернасына арналған үш өлшемді броньды тақталар мен BOXER мен PUMA автокөліктеріне арналған бірнеше пішінді тақтайшаларды, сонымен қатар бірнеше BOHER-ді қосқандағы Rheinmetall көліктеріне, сондай-ақ WIESEL көлігіне арналған люкті шығаруға тапсырыстар түсуде. Деформа сонымен қатар алюминий, кевлар / арамид және титан сияқты басқа қорғаныс материалдарымен жұмыс істейді.
Алюминий прогресі
Бронетранспортерлерге келетін болсақ, алюминий бронь 1960 жылдан бері шығарылатын M113 бронетранспортерлерінің өндірісінде алғаш рет кеңінен қолданылды. Бұл 5083 тағайындалған қорытпа, құрамында 4,5% магний және марганец, темір, мыс, көміртегі, мырыш, хром, титан және басқалары бар. Дәнекерлеуден кейін 5083 беріктігін жақсы сақтаса да, ол термиялық өңделетін қорытпа емес. Ол 7,62 мм қару-жарақ оқтарына жақсы қарсылыққа ие емес, бірақ ресми сынақтар растағандай, ол 14,5 мм кеңестік үлгідегі броньды тесетін оқтарды болаттан жақсы тоқтатады, сонымен бірге салмақты үнемдейді және қажетті күш береді. Бұл қорғаныс деңгейі үшін алюминий қаңылтыр тығыздығы 265 р / см3 төмен болаттан қалың және 9 есе берік, бұл құрылымның салмағын төмендетуге әкеледі.
Көп ұзамай брондалған автокөлік өндірушілер жеңіл, баллистикалық жағынан берік, дәнекерленетін және термиялық өңделетін алюминий броньдарын сұрай бастады, бұл Алканның 7039 және одан кейін 7017 ж.
Болат сияқты, штамптау және кейіннен жинау алюминийдің қорғаныш қасиеттеріне теріс әсер етуі мүмкін. Дәнекерлеу кезінде ыстықтан зардап шеккен аймақтар жұмсарады, бірақ олардың қартаюы табиғи қартаю кезінде қатаюына байланысты ішінара қалпына келеді. Металдың құрылымы дәнекерлеуге жақын орналасқан тар аймақтарда өзгереді, дәнекерлеу және / немесе құрастыру қателігі кезінде үлкен қалдық кернеулерді тудырады. Демек, өндіріс техникасы оларды азайтуы керек, ал кернеудің коррозиялық жарылу қаупін азайту керек, әсіресе машинаның конструкциясының қызмет ету мерзімі үш онжылдықтан асады деп күтілуде.
Стресстік коррозиялық крекинг - бұл коррозиялық ортада жарықтардың пайда болуы мен өсу процесі, ол легирлеуші элементтердің саны көбейген сайын нашарлайды. Жарықтардың пайда болуы және олардың кейінгі өсуі астықтың шекарасы бойынша сутектің таралуы нәтижесінде пайда болады.
Крекингке сезімталдықты анықтау жарықшақтардан аз мөлшерде электролит алу мен оны талдаудан басталады. Белгілі бір қорытпаның қаншалықты зақымдалғанын анықтау үшін төмен кернеу кернеуінің коррозиялық сынақтары жүргізіледі. Екі сынаманың механикалық созылуы (біреуі коррозиялық ортада, екіншісі құрғақ ауада) олар сәтсіз болғанша жүреді, содан кейін сыну орнындағы пластикалық деформация салыстырылады - сынама сынғанша созылған сайын соғұрлым жақсы болады.
Өңдеу кезінде стрессті коррозиялық крекингке төзімділікті жақсартуға болады. Мысалы, өзін «әлемдегі ең ірі материалдар базасы» деп атайтын Total Materia мәліметтері бойынша, Алькан 7017 -нің стрессті коррозияға қарсы крекингтік сынақтардағы өнімділігін 40 есе жақсартты. Алынған нәтижелер дәнекерленген конструкциялар аймақтарында коррозияға қарсы әдістерді әзірлеуге мүмкіндік береді, оларда қалдық кернеулерді болдырмау қиын. Дәнекерленген қосылыстардың электрохимиялық сипаттамаларын оңтайландыру үшін қорытпаларды жақсартуға бағытталған зерттеулер жалғасуда. Жылумен өңделетін жаңа қорытпалармен жұмыс олардың беріктігі мен коррозияға төзімділігін жақсартуға бағытталған, ал термиялық өңделмейтін қорытпалармен жұмыс дәнекерлеуге қойылатын талаптармен шектелуді жоюға бағытталған. Өндірістегі ең берік материалдар қазіргі кезде қолданылатын ең жақсы алюминийден жасалған құралдардан 50% -ға берік болады.
Литий алюминийі сияқты төмен тығыздықтағы қорытпалар оққа төзімділігі бар алдыңғы қорытпаларға қарағанда шамамен 10% салмақ үнемдеуге мүмкіндік береді, дегенмен баллистикалық өнімділік Total Materia бойынша әлі толық бағаланбаған.
Дәнекерлеу әдістері, оның ішінде роботтар да жетілдірілуде. Шешілетін міндеттердің қатарында жылу беруді азайту, энергия мен сыммен қамтамасыз ету жүйесін жақсартуға байланысты дәнекерлеудің тұрақты доғасы, сонымен қатар сараптамалық жүйелермен процесті бақылау мен бақылау бар.
MTL Advanced Materials компаниясы «сенімді және қайталанатын суық қалыптау процесі» ретінде сипаттайтын алюминий бронды пластиналарды өндіруші ALCOA Defense компаниясымен жұмыс жасады. Компания броньды қолдану үшін әзірленген алюминий қорытпалары суық пішіндеуге арналмағанын айтады, яғни оның жаңа процесі жалпы бұзылу режимдерінен, оның ішінде крекингтен аулақ болуға көмектеседі. Түпкі мақсат - машина құрастырушыларға дәнекерлеу қажеттілігін барынша азайтуға және бөлшектер санын азайтуға мүмкіндік беру, дейді компания. Дәнекерлеу көлемін азайту, компания өндіріс шығындарын азайту кезінде құрылымның беріктігі мен экипаждың қорғанысын арттырады. Дәлелденген 5083-H131 қорытпасынан бастап, компания дәндер бойымен және көлденеңінен 90 градустық иілу бұрышы бар суық пішінді бөлшектерді дайындау процесін жасады, содан кейін күрделі материалдарға көшті, мысалы, 7017, 7020 және 7085 қорытпаларына., сонымен қатар жақсы нәтижелерге қол жеткізді.
Керамика мен композициялар
Бірнеше жыл бұрын Morgan Advanced Materials алдыңғы қатарлы керамика мен құрылымдық композиттердің комбинациясынан тұратын бірнеше SAMAS броньдық жүйелерінің дамуы туралы хабарлады. Өнім желісі топсалы броньды, фрагментацияға қарсы қаптамаларды, металл корпусты ауыстыруға және қарулы модульдерді қорғауға арналған құрылымдық композиттен жасалған өмір сүруге қабілетті капсулаларды қамтиды. Олардың барлығы арнайы талаптарға бейімделуі немесе тапсырыс бойынша жасалуы мүмкін.
STANAG 4569 2-6 деңгейлі қорғанысты қамтамасыз етеді, сонымен қатар көп әсерлі өнімділік пен салмақ үнемдеуді қамтамасыз етеді (компания бұл жүйелердің болаттан жасалған бұйымдардың салмағынан екі есе ауыр екенін айтады) және белгілі бір қатерлерге, платформалар мен миссияларға бейімделеді. Бөлінуге қарсы төсемдер 0,36 м2 (шамамен 34 кг / м2) алаңды жабу үшін салмағы 12,3 кг жалпақ панельдерден немесе 0,55 м2 (шамамен 23,2 кг / м2) 12,8 кг салмақты қатты арматурадан жасалуы мүмкін.
Morgan Advanced Materials мәліметтері бойынша, жаңа платформалар мен қолданыстағы платформаларды жаңғыртуға арналған қосымша броньдар салмағы жартысында бірдей мүмкіндіктерді ұсынады. Патенттелген жүйе шағын және орта калибрлі қаруды, қолдан жасалған жарылғыш құрылғыларды және зымырандық гранаталарды қоса алғанда, көптеген қатерлерден максималды қорғауды қамтамасыз етеді.
Қару-жарақ модульдері үшін жақсы коррозияға төзімді «жартылай құрылымдық» бронь жүйесі ұсынылады (ауа мен теңізге қосымша), сонымен қатар болаттан айырмашылығы, ауырлық центрінің проблемаларын азайту мен электромагниттік үйлесімділік мәселелерін азайтады..
Қару -жарақ модульдерін қорғау ерекше проблема болып табылады, өйткені олар тартымды нысана болып табылады, өйткені оларды өшіру экипаждың жағдайды басқаруын және көліктің жақын маңдағы қауіп -қатерлермен күресу қабілетін күрт нашарлатады. Олар сондай -ақ нәзік оптоэлектроника мен осал электр қозғалтқыштарына ие. Олар әдетте көліктің жоғарғы жағында орнатылғандықтан, ауырлық центрін мүмкіндігінше төмен ұстау үшін бронь жеңіл болуы керек.
Қару -жарақ модульдерін қорғау жүйесі, оның құрамына брондалған шыны мен жоғарғы бөлігін қорғау кіреді, толық жиналмалы, екі адам оны 90 секундта қайта жинай алады. Композитивті өмір сүруге қабілетті капсулалар компания «бірегей қатты материалдар мен полимерлі қоспалар» деп сипаттайтын материалдардан жасалған, олар сынықтарды қорғауды қамтамасыз етеді және оларды далада жөндеуге болады.
Жауынгерді қорғау
3M Ceradyne әзірлеген SPS (сарбаздарды қорғау жүйесі) құрамына бас киімдердің интеграцияланған жүйесі (IHPS) мен VTP (Vital Torso Protection) - ESAPI (Enhanced Small Arms Protective Insert) компоненттері үшін қорғаныс шлемдері мен кірістірулер кіреді. атыс қаруы) SPS жүйесінің.
IHPS талаптарына жеңіл салмақ, естудің пассивті қорғанысы және доғал әсерден қорғаудың жақсаруы кіреді. Жүйеде сонымен қатар сарбаздың төменгі жақ сүйегін қорғауға арналған компонент, қорғаныс көзілдірігі, түнгі көзілдірікке арналған қондырғы, мысалы, фонарь мен камераға арналған бағыттағыштар, оқтан қосымша модульдік қорғаныс сияқты керек -жарақтар бар. Құны 7 миллион доллардан асатын келісімшарт 5300 -ге жуық шлем жеткізуді көздейді. Бұл арада 36 миллион долларлық келісімшарт бойынша 30,000 -нан астам ESAPI жиынтығы - дене сауытына арналған жеңіл кірістірулер жеткізіледі. Бұл жиынтықтардың екеуінің де өндірісі 2017 жылы басталды.
Сондай -ақ, SPS бағдарламасы бойынша KDH Defense компаниясы Honeywell компаниясының SPECTRA SHIELD және GOLD SHIELD материалдарын бес кіші жүйеге, соның ішінде SPS жобасы үшін жеткізілетін Torso және Extremity Protection (TEP) ішкі жүйесін таңдады. TEP қорғау жүйесі 26% жеңіл, бұл ақыр соңында SPS жүйесінің салмағын 10% төмендетеді. KDH осы жүйеге арналған UHMWPE талшығына негізделген SPECTRA SHIELD және арамид талшықтарына негізделген GOLD SHIELD қолданатын болады.
SPECTRA талшығы
Honeywell компаниясы UHMWPE шикізатын SPECTRA талшығына ендіру үшін меншікті полимерлі талшықты иіру және тарту процесін қолданады. Бұл материал болаттан салмағы бойынша 10 есе берік, меншікті беріктігі арамид талшығынан 40% жоғары, ол стандартты полиэтиленнен (150 ° C) жоғары балқу температурасына ие және басқа полимерлермен салыстырғанда тозуға төзімділігі жоғары. мысалы, полиэфир.
Күшті және қатаң SPECTRA материалы үзіліс кезінде жоғары деформацияны көрсетеді, яғни сынғанға дейін өте қатты созылады; бұл қасиет әсер ету энергиясының үлкен мөлшерін сіңіруге мүмкіндік береді. Honeywell SPECTRA талшықты композиттері мылтық оқтары мен соққы толқындары сияқты жоғары жылдамдықтағы әсерлерде өте жақсы жұмыс істейді деп мәлімдейді. Компанияның айтуынша, «Біздің жетілдірілген талшық әсер ету аймағынан кинетикалық энергияны тез кетіру арқылы әсерге әсер етеді … сонымен қатар ол жақсы дірілді бәсеңдетеді, қайталанатын деформацияларға жақсы қарсылыққа ие және талшықтардың ішкі үйкелуінің тамаша қасиеттерімен бірге химиялық заттарға жақсы төзімділікке ие., су мен ультракүлгін сәуле ».
Honeywell өзінің SHIELD технологиясында параллель талшықтарды тарайды және оларды бір бағытты таспа жасау үшін жетілдірілген шайырмен сіңдіру арқылы байланыстырады. Содан кейін бұл таспаның қабаттары керекті бұрыштарда және берілген температурада және қысымда көлденеңінен орналасады, композициялық құрылымға дәнекерленген. Жұмсақ киілетін қосымшалар үшін ол жұқа және икемді мөлдір үлбірдің екі қабаты арасында ламинатталған. Талшықтар түзу және параллель болып қалатындықтан, олар тоқылған матаға қарағанда соғу энергиясын тиімдірек таратады.
Short Bark Industries сонымен қатар SPS TEP жүйесі үшін BCS (баллистикалық жауынгерлік көйлек) күзетінде SPECTRA SHIELD пайдаланады. Short Bark жұмсақ қорғаныс, тактикалық киім мен аксессуарларға маманданған.
Хониуэллдің айтуынша, сарбаздар арамид талшығынан жоғары өнімділігін көрсеткеннен кейін осы материалдардан жасалған қорғаныс элементтерін таңдады.
