درع حديث يعتمد على مواد مركبة. درع متجانس ومركب هناك حيل ضد الخردة

في عصر يستطيع فيه مقاتل مسلح بقنبلة يدوية تدمير كل شيء من دبابة قتال رئيسية إلى شاحنة مشاة بطلقة واحدة ، فإن كلمات ويليام شكسبير "ويحظى صانعو الأسلحة الآن بتقدير كبير" تعتبر ذات صلة قدر الإمكان. تتطور تقنيات الدروع لحماية جميع الوحدات القتالية ، من الدبابات إلى المشاة.

التهديدات التقليدية التي دفعت دائمًا إلى تطوير دروع المركبات تشمل المقذوفات الحركية عالية السرعة التي يتم إطلاقها من مدافع دبابات العدو ، والرؤوس الحربية ATGM HEAT ، والبنادق عديمة الارتداد ، وقاذفات قنابل المشاة. ومع ذلك ، فقد أظهرت التجربة القتالية لعمليات مكافحة التمرد وحفظ السلام التي أجرتها القوات المسلحة أن الرصاص الخارق للدروع من البنادق والمدافع الرشاشة ، بالإضافة إلى العبوات الناسفة المرتجلة المنتشرة في كل مكان أو القنابل المزروعة على جانب الطريق ، أصبحت التهديد الرئيسي للمركبات القتالية الخفيفة.

نتيجة لذلك ، في حين أن العديد من التطورات الحالية في الدروع تهدف إلى حماية الدبابات وناقلات الجند المدرعة ، هناك أيضًا اهتمام متزايد بمخططات الدروع للمركبات الخفيفة ، فضلاً عن أنواع محسنة من الدروع الواقية للأفراد.

النوع الرئيسي من الدروع التي يتم تجهيز المركبات القتالية بها هو المعدن السميك ، وعادة ما يكون من الصلب. في دبابات القتال الرئيسية (MBTs) ، تأخذ شكل درع متجانس مدلفن (RHA - درع متجانس ملفوف RHA) ، على الرغم من استخدام الألومنيوم في بعض المركبات الخفيفة ، مثل حاملة الأفراد المدرعة M113.

الدرع الفولاذي المثقوب عبارة عن لوحة بها مجموعة من الثقوب المحفورة بشكل عمودي على السطح الأمامي ويبلغ قطرها أقل من نصف قطر قذيفة العدو المقصودة. تقلل الثقوب من كتلة الدرع ، بينما من حيث القدرة على تحمل التهديدات الحركية ، فإن انخفاض أداء الدروع في هذه الحالة ضئيل للغاية.

تحسين الصلب

يستمر البحث عن أفضل نوع من الدروع. يسمح الفولاذ المحسّن بزيادة الحماية مع الحفاظ على الوزن الأصلي ، أو الحفاظ على مستويات الحماية الحالية للألواح الأخف وزنًا.

تعمل الشركة الألمانية IBD Deisenroth Engineering مع موردي الفولاذ لتطوير صلب نيتروجين جديد عالي القوة. في الاختبارات المقارنة مع فولاذ Armox500Z High Hard Armor الحالي ، أظهر أن الحماية ضد ذخيرة الأسلحة الصغيرة 7.62x54R يمكن تحقيقها باستخدام ألواح بسماكة حوالي 70٪ من السماكة المطلوبة باستخدام المادة السابقة.

في عام 2009 ، أعلن مختبر العلوم والتكنولوجيا الدفاعية البريطاني DSTL ، بالتعاون مع Coras ، عن الفولاذ المدرع. يسمى سوبر بينيت. يتم تصنيعه باستخدام عملية تعرف باسم التصلب المتساوي الحرارة ، ولا يتطلب إضافات باهظة الثمن لمنع التصدع أثناء الإنتاج. يتم إنشاء المادة الجديدة عن طريق تسخين الفولاذ إلى 1000 درجة مئوية ، ثم تبريده إلى 250 درجة مئوية ، ثم الاحتفاظ به في درجة الحرارة هذه لمدة 8 ساعات قبل تبريده أخيرًا إلى درجة حرارة الغرفة.

في الحالات التي لا يمتلك فيها العدو أسلحة خارقة للدروع ، يمكن حتى للصفيحة الفولاذية التجارية القيام بعمل جيد. على سبيل المثال ، تستخدم عصابات المخدرات المكسيكية شاحنات مدرعة ثقيلة مزودة بصفائح فولاذية لحمايتها من نيران الأسلحة الصغيرة. بالنظر إلى الاستخدام الواسع النطاق لما يسمى بـ "المركبات" ، أو الشاحنات المجهزة بمدافع رشاشة أو مدافع خفيفة ، في النزاعات منخفضة الحدة في العالم النامي ، سيكون من المدهش ألا تواجه الجيوش وجهًا لوجه مع "مركبات" مدرعة مماثلة أثناء الاضطرابات المستقبلية.

درع مركب

أثبت الدرع المركب ، المكون من طبقات من مواد مختلفة ، مثل المعادن والبلاستيك والسيراميك أو فجوة هوائية ، أنه أكثر فعالية من الدروع الفولاذية. المواد الخزفية هشة ، وعند استخدامها بمفردها ، فإنها توفر حماية محدودة فقط ، ولكن عند دمجها مع مواد أخرى ، فإنها تشكل بنية مركبة أثبتت فعاليتها في حماية المركبات أو الجنود الأفراد.

كانت أول مادة مركبة تم استخدامها على نطاق واسع مادة تسمى Combination K. تم الإبلاغ عن أنها محصورة من الألياف الزجاجية بين ألواح الصلب الداخلية والخارجية ؛ تم استخدامه على الدبابات السوفيتية T-64 ، التي دخلت الخدمة في منتصف الستينيات.

تم تركيب درع شوبهام البريطاني المصمم في الأصل على الخزان التجريبي البريطاني FV 4211. بينما تم تصنيفه ، ولكن وفقًا لبيانات غير رسمية ، فإنه يتكون من عدة طبقات مرنة وبلاط خزفي محاط بمصفوفة معدنية ولصقها على الصفيحة الأساسية. تم استخدامه على دبابات تشالنجر 1 و 2 وعلى دبابات إم 1 أبرامز.

قد لا تكون هناك حاجة إلى هذه الفئة من التكنولوجيا ما لم يكن المهاجم لديه أسلحة متطورة خارقة للدروع. في عام 2004 ، قام مواطن أمريكي ساخط بتركيب جرافة كوماتسو D355A بدرعه المركب المصنوع من الخرسانة المحصورة بين ألواح الصلب. درع بسمك 300 مم كان لا يمكن اختراقه للأسلحة الصغيرة. ربما كانت مجرد مسألة وقت قبل أن تجهز عصابات المخدرات والمتمردون سياراتهم بهذه الطريقة.

الإضافات

وبدلاً من تجهيز المركبات بدروع من الصلب أو الألومنيوم السميك والثقيل بشكل متزايد ، بدأت الجيوش في تبني أشكال مختلفة من الحماية الإضافية المركبة.

أحد الأمثلة المعروفة على الدرع المفصلي القائم على المواد المركبة هو نظام الدرع المعياري القابل للتوسيع Mexas (نظام الدرع القابل للتوسيع المعياري). تم تصميمه من قبل IBD Deisenroth Engineering الألمانية ، وتم تصنيعه بواسطة Chempro. تم تصنيع المئات من مجموعات المدرعات للمركبات القتالية المدرعة ذات العجلات ، بالإضافة إلى الشاحنات ذات العجلات. تم تثبيت النظام على دبابة Leopard 2 ، وناقلة الأفراد المدرعة M113 والمركبات ذات العجلات ، مثل Renault 6x6 VAB ومركبة Fuchs الألمانية.

طورت الشركة وبدأت في تسليم نظامها التالي - نظام حماية درع معياري متقدم (حماية مدرعة معيارية متقدمة). يعتمد على سبائك الصلب الحديثة وسبائك الألمنيوم والتيتانيوم والفولاذ النانوي والسيراميك والمواد النانوية.

طور علماء من مختبر DSTL المذكور أعلاه نظامًا إضافيًا لحماية السيراميك يمكن تعليقه على السيارات. بعد أن تم تطوير هذا الدرع للإنتاج التسلسلي من قبل الشركة البريطانية NP Aerospace وحصل على تسمية Camac EFP ، تم استخدامه في أفغانستان.

يستخدم النظام مقاطع سيراميك سداسية صغيرة تمت دراسة حجمها وهندستها ووضعها في المصفوفة بواسطة DSTL. يتم تثبيت الأجزاء الفردية معًا باستخدام بوليمر مصبوب وتوضع في مادة مركبة ذات خصائص باليستية عالية.

إن استخدام الألواح المفصلية للدروع التفاعلية النشطة (الحماية الديناميكية) لحماية المركبات معروف جيدًا ، لكن تفجير هذه الألواح يمكن أن يلحق الضرر بالمركبة ويشكل تهديدًا للمشاة القريبين. كما يوحي اسمها ، فإن درع Slera التفاعلي القابل للانفجار يحد من انتشار تأثير الانفجار ، لكنه يدفع مقابل ذلك بأداء منخفض إلى حد ما. يستخدم مواد يمكن تصنيفها على أنها سلبية ؛ فهي ليست فعالة مثل المتفجرات التي يمكن تفجيرها بالكامل. ومع ذلك ، يمكن لـ Slera توفير الحماية ضد الضربات المتعددة.

يأخذ الدرع التفاعلي غير المتفجر NERA (الدرع التفاعلي غير المتفجر) هذا المفهوم إلى أبعد من ذلك ، كونه سلبيًا ، يوفر نفس الحماية مثل Slera ، بالإضافة إلى حماية جيدة متعددة الضربات ضد الرؤوس الحربية HEAT. درع تفاعلي غير نشط (درع تفاعلي غير نشط للطاقة) لديه بالإضافة إلى ذلك خصائص محسنة للتعامل مع الرؤوس الحربية التراكمية.

يمكن تقسيم جميع الهياكل الوقائية للدروع الواقية إلى خمس مجموعات ، اعتمادًا على المواد المستخدمة:

درع من نسيج (منسوج) يعتمد على ألياف الأراميد

اليوم ، الأقمشة الباليستية القائمة على ألياف الأراميد هي المادة الأساسية للدروع المدنية والعسكرية. يتم إنتاج الأقمشة البالستية في العديد من دول العالم وتختلف بشكل كبير ليس فقط في الأسماء ، ولكن أيضًا في الخصائص. في الخارج ، يوجد Kevlar (الولايات المتحدة الأمريكية) و Twaron (أوروبا) ، وفي روسيا - عدد من ألياف الأراميد ، والتي تختلف بشكل ملحوظ عن الألياف الأمريكية والأوروبية في خصائصها الكيميائية.

ما هي ألياف الاراميد؟ يشبه الأراميد ألياف جوسامر صفراء رفيعة (نادرًا ما تستخدم الألوان الأخرى). يتم نسج خيوط الأراميد من هذه الألياف ، ويتم تصنيع النسيج الباليستي لاحقًا من الخيوط. تتمتع ألياف الأراميد بقوة ميكانيكية عالية جدًا.

يعتقد معظم الخبراء في مجال تطوير الدروع الواقية للبدن أن إمكانات ألياف الأراميد الروسية لم تتحقق بالكامل بعد. على سبيل المثال ، هياكل الدروع المصنوعة من ألياف الأراميد الخاصة بنا تتفوق على الهياكل الأجنبية من حيث "خصائص الحماية / الوزن". وبعض الهياكل المركبة في هذا المؤشر ليست أسوأ من الهياكل المصنوعة من البولي إيثيلين عالي الوزن الجزيئي (UHMWPE). في الوقت نفسه ، تكون الكثافة الفيزيائية لـ UHMWPE أقل بمقدار 1.5 مرة.

ماركات النسيج الباليستي:

• كيفلر ® (دوبونت ، الولايات المتحدة الأمريكية)
• Twaron ® (تيجين أراميد ، هولندا)
• SVM ، RUSAR® (روسيا)
• Heracron® (كولون ، كوريا)

دروع معدنية من الصلب (التيتانيوم) وسبائك الألومنيوم

بعد استراحة طويلة من أيام الدروع في العصور الوسطى ، صُنعت الصفائح المدرعة من الفولاذ واستخدمت على نطاق واسع خلال الحربين العالميتين الأولى والثانية. بدأ استخدام السبائك الخفيفة في وقت لاحق. على سبيل المثال ، خلال الحرب في أفغانستان ، انتشرت الدروع الواقية من الرصاص بعناصر من الألمنيوم والتيتانيوم. تتيح السبائك المدرعة الحديثة تقليل سماكة الألواح بمقدار مرتين إلى ثلاث مرات مقارنة بالألواح المصنوعة من الفولاذ ، وبالتالي تقليل وزن المنتج بمقدار مرتين إلى ثلاث مرات.

درع الألمنيوم.يتفوق الألومنيوم في الأداء على الدروع الفولاذية ، حيث يوفر الحماية ضد الرصاص من عيار 12.7 ملم أو 14.5 ملم. بالإضافة إلى ذلك ، يتم تزويد الألمنيوم بقاعدة من المواد الخام ، وهو أكثر تقدمًا من الناحية التكنولوجية ، ويلحم جيدًا وله حماية فريدة ضد التفتت ومضادة للألغام.

سبائك التيتانيوم.الميزة الرئيسية لسبائك التيتانيوم هي الجمع بين مقاومة التآكل والخصائص الميكانيكية العالية. للحصول على سبيكة تيتانيوم ذات خصائص محددة مسبقًا ، يتم خلطها بالكروم والألمنيوم والموليبدينوم وعناصر أخرى.

درع سيراميك مبني على عناصر خزفية مركبة

منذ بداية الثمانينيات ، تم استخدام مواد السيراميك في إنتاج الملابس المصفحة ، متجاوزة المعادن من حيث نسبة "درجة الحماية / الوزن". ومع ذلك ، فإن استخدام السيراميك ممكن فقط مع مركبات الألياف الباليستية. في الوقت نفسه ، من الضروري حل مشكلة انخفاض القدرة على البقاء لهذه الألواح المدرعة. أيضًا ، ليس من الممكن دائمًا تحقيق جميع خصائص السيراميك بشكل فعال ، لأن هذه اللوحة المدرعة تتطلب معالجة دقيقة.

في وزارة الدفاع الروسية ، تم تحديد مهمة البقاء على قيد الحياة لألواح الدروع الخزفية في التسعينيات. حتى ذلك الحين ، كانت الألواح الخزفية المدرعة أدنى بكثير من الألواح الفولاذية في هذا المؤشر. بفضل هذا النهج ، تتمتع القوات الروسية اليوم بتطور موثوق - الألواح المدرعة لعائلة Granit-4.

يتكون الجزء الأكبر من الدروع الواقية للبدن في الخارج من ألواح مدرعة مركبة ، مصنوعة من ألواح أحادية صلبة من السيراميك. والسبب في ذلك هو أنه بالنسبة للجندي أثناء العمليات القتالية ، فإن فرصة تعرضه للضرب بشكل متكرر في منطقة نفس اللوحة المدرعة ضئيلة للغاية. ثانيًا ، هذه المنتجات أكثر تقدمًا من الناحية التكنولوجية ؛ أقل كثافة في العمالة ، وبالتالي فإن تكلفتها أقل بكثير من تكلفة مجموعة أصغر من البلاط.

العناصر المستخدمة:

• أكسيد الألومنيوم (اكسيد الالمونيوم) ؛
• كربيد البورون؛
• كربيد السيليكون.

درع مركب على أساس البولي إيثيلين عالي المعامل (بلاستيك مصفح)

حتى الآن ، تعتبر الألواح المدرعة القائمة على ألياف UHMWPE (البولي إيثيلين عالي الجودة) أكثر أنواع الملابس المدرعة تقدمًا من الفئة 1 إلى 3 (من حيث الوزن).

تتمتع ألياف UHMWPE بقوة عالية تلحق بألياف الأراميد. المنتجات الباليستية المصنوعة من UHMWPE لها طفو إيجابي ولا تفقد خصائصها الوقائية ، على عكس ألياف الأراميد. ومع ذلك ، فإن UHMWPE غير مناسب تمامًا لتصنيع الدروع الواقية للبدن للجيش. في الظروف العسكرية ، هناك احتمال كبير أن تتلامس السترة الواقية من الرصاص مع النار أو الأشياء الساخنة. علاوة على ذلك ، غالبًا ما تستخدم الدروع الواقية للبدن كفراش. و UHMWPE ، بغض النظر عن خصائصه ، لا يزال البولي إيثيلين ، حيث لا تتجاوز درجة حرارة التشغيل القصوى 90 درجة مئوية. ومع ذلك ، فإن UHMWPE ممتاز لصنع سترات الشرطة.

تجدر الإشارة إلى أن لوحة الدروع الناعمة المصنوعة من مادة ليفية غير قادرة على توفير الحماية ضد الرصاص باستخدام كربيد أو قلب مقوى بالحرارة. الحد الأقصى الذي يمكن أن يوفره هيكل النسيج الناعم هو الحماية من طلقات المسدس والشظايا. للحماية من الرصاص من الأسلحة ذات الماسورة الطويلة ، من الضروري استخدام الألواح المدرعة. عند التعرض لرصاصة من سلاح طويل الماسورة ، يتم إنشاء تركيز عالٍ من الطاقة في منطقة صغيرة ، علاوة على ذلك ، فإن هذه الرصاصة هي عنصر حاد في الضرب. الأقمشة الناعمة في أكياس ذات سماكة معقولة لن تحملها بعد الآن. هذا هو السبب في أنه من المستحسن استخدام UHMWPE في تصميم بقاعدة مركبة من الألواح المدرعة.

الموردين الرئيسيين لألياف UHMWPE الأراميد للمنتجات الباليستية هم:

• Dyneema® (DSM ، هولندا)
• Spectra® (الولايات المتحدة الأمريكية)

درع مدمج (متعدد الطبقات)

يتم اختيار مواد الدروع الواقية للبدن من النوع المدمج اعتمادًا على الظروف التي سيتم فيها استخدام الدروع الواقية للبدن. يقوم مطورو NIB بدمج المواد المستخدمة واستخدامها معًا - وبالتالي ، كان من الممكن تحسين الخصائص الوقائية للدروع الواقية بشكل كبير. تستخدم المنسوجات المعدنية ، والسيراميك والبلاستيك العضوي وأنواع أخرى من الدروع المدمجة على نطاق واسع اليوم في جميع أنحاء العالم.

يختلف مستوى حماية الدروع الواقية للبدن باختلاف المواد المستخدمة فيها. ومع ذلك ، لا تلعب اليوم مواد السترات الواقية من الرصاص دورًا حاسمًا فحسب ، بل تلعب أيضًا مواد الطلاء الخاصة. بفضل التقدم في تكنولوجيا النانو ، يجري بالفعل تطوير نماذج تمت زيادة مقاومة تأثيرها عدة مرات مع انخفاض كبير في السُمك والوزن. ينشأ هذا الاحتمال بسبب تطبيق مادة هلامية خاصة مع منظفات النانو على الكيفلر المسعور ، مما يزيد من مقاومة كيفلر للتأثير الديناميكي بمقدار خمس مرات. يمكن لمثل هذا الدرع أن يقلل بشكل كبير من حجم الدرع الواقي من الرصاص ، مع الحفاظ على نفس فئة الحماية.

اقرأ عن تصنيف معدات الحماية الشخصية.

يتعلق الاختراع بمجال تطوير وسائل حماية المعدات من الرصاص الخارق للدروع.

أدى التقدم في إنشاء أسلحة مدمرة عالية الفعالية وزيادة متطلبات حماية الدروع التي حددتها إلى إنشاء دروع مشتركة متعددة الطبقات. تتكون أيديولوجية الحماية المشتركة من مزيج من عدة طبقات من المواد غير المتشابهة ذات الخصائص ذات الأولوية ، بما في ذلك الطبقة الأمامية من المواد الصلبة الإضافية وطبقة خلفية عالية القوة كثيفة الاستهلاك للطاقة. يتم استخدام السيراميك من أعلى فئة من الصلابة كمواد للطبقة الأمامية ، بينما يتم تقليل مهمتها إلى تدمير اللب المتصلب بسبب الضغوط التي تنشأ أثناء التفاعل عالي السرعة. تم تصميم طبقة الاستبقاء الخلفية لامتصاص الطاقة الحركية وكتلة الشظايا الناتجة عن تفاعل تأثير الرصاصة مع السيراميك.

حلول تقنية معروفة مصممة لحماية الأسطح بنقوش هندسية معقدة - براءات الاختراع الأمريكية رقم 5972819 أ ، 26.10.1999 ؛ رقم 6112635 A ، 09/05/2000 ، رقم 6203908 B1 ، 03/20/2001 ؛ براءة اختراع الاتحاد الروسي رقم 2329455 ، 20.07.2008. من الشائع في هذه الحلول استخدام عناصر خزفية صغيرة الحجم في الطبقة الأمامية عالية الصلابة ، كقاعدة عامة ، في شكل أجسام ثورية ، من بينها العناصر الموجودة في شكل أسطوانات هي الأكثر استخدامًا. في الوقت نفسه ، يتم زيادة كفاءة السيراميك باستخدام نهايات مائلة محدبة على أحد جانبي الأسطوانات أو كلاهما. في هذه الحالة ، عندما تصطدم المقذوف بالأسطح البيضاوية للسيراميك ، تعمل آلية سحب الرصاصة أو ضربها من مسار الرحلة ، مما يعقد بشكل كبير عملية التغلب على الحاجز الخزفي. بالإضافة إلى ذلك ، يوفر استخدام السيراميك صغير الحجم في هذه الحالة مستوى أعلى من البقاء على قيد الحياة مقارنةً بالنسخة المكسوة بالبلاط نظرًا لانخفاض كبير في المنطقة المتأثرة وقابلية الصيانة المحلية الجزئية للهياكل ، وهو أمر مهم جدًا للممارسة.

في الوقت نفسه ، يتم تحديد الكفاءة العالية للدروع متعددة الطبقات ليس فقط من خلال خصائص مواد الطبقات الرئيسية ، ولكن أيضًا من خلال ظروف تفاعلها أثناء تأثير عالي السرعة ، على وجه الخصوص ، عن طريق الاتصال الصوتي بين السيراميك والطبقات الخلفية ، مما يجعل من الممكن نقل الطاقة المرنة جزئيًا إلى الركيزة الخلفية.

فيما يلي الأفكار الحديثة حول آلية تفاعل التأثير بين نواة خارقة للدروع وحماية مشتركة. في المرحلة الأولية ، عندما يلتقي القلب بالدروع ، لا يحدث اختراقه في السيراميك نظرًا لحقيقة أن الأخير يتمتع بصلابة أعلى بكثير مقارنةً بالنواة ، ثم يتم تدمير اللب بسبب توليد قوة عالية. الإجهاد الذي يحدث عند الكبح على حاجز السيراميك ، ويتم تحديده من خلال عمليات الموجة المعقدة التي تحدث في هذه الحالة. يتم تحديد درجة التدمير الأساسي بشكل أساسي من خلال وقت التفاعل حتى لحظة تدمير السيراميك ، بينما يلعب الاتصال الصوتي بين الطبقات دورًا رئيسيًا في زيادة هذا الوقت بسبب النقل الجزئي للطاقة المرنة إلى الطبقة الخلفية ، يليه امتصاصه وتبديده.

هناك حل تقني معروف ، منصوص عليه في براءة الاختراع الأمريكية رقم 6497966 B2 ، 12/24/2002 ، والتي تقترح تركيبة متعددة الطبقات تتكون من طبقة أمامية مصنوعة من السيراميك أو سبيكة ذات صلابة أعلى من 27 HRC ، وهي طبقة وسيطة من السبائك بصلابة أقل من 27HRC وطبقة خلفية من مادة البوليمر المركبة. في هذه الحالة ، يتم تثبيت جميع الطبقات معًا باستخدام مادة متعرجة بوليمرية.

في الواقع ، في هذه الحالة نتحدث عن تركيبة من طبقتين للطبقة الأمامية المدمرة ، مصنوعة من مواد تختلف في الصلابة. في توصيات مؤلفي هذا الحل التقني ، يُقترح استخدام الفولاذ الكربوني في طبقة أقل صلابة ، بينما لا يتم النظر في الأسئلة المتعلقة بتبادل الطاقة للطبقتين الأمامية والخلفية ، ولا يمكن لفئة المواد المقترحة ، من خلال الخصائص ، بمثابة مشارك نشط في نقل الطاقة المرنة إلى الطبقة الخلفية.

تم اقتراح حل قضايا التفاعل بين الطبقتين الأمامية والخلفية في براءة اختراع الاتحاد الروسي رقم 2329455 ، 20.07.2008 ، والتي ، من حيث إجمالي السمات المشتركة ، هي أقرب نظير للاختراع المقترح و تم اختياره كنموذج أولي. يقترح المؤلفون استخدام طبقة وسيطة في شكل فجوة هوائية أو مادة مرنة.

ومع ذلك ، فإن الحلول المقترحة لها عدد من العيوب الهامة. لذلك ، في المرحلة الأولى من التفاعل مع السيراميك ، تصل مقدمة الموجة المرنة للتدمير إلى سطحها الخلفي وتتسبب في تحركها.

عندما تنهار الفجوة ، يمكن أن يتسبب تأثير السطح الداخلي للسيراميك على الركيزة في تدمير السيراميك المبكر ، وبالتالي اختراق سريع للحاجز الخزفي. لتجنب ذلك ، من الضروري إما زيادة سمك السيراميك بشكل كبير ، مما سيؤدي إلى زيادة غير مقبولة في كتلة الدرع ، أو زيادة سمك الفجوة ، مما يقلل من كفاءة الحماية بسبب الانفصال (مرحلة تلو الأخرى) تدمير الطبقات الفردية.

في الإصدار الثاني ، اقترح مؤلفو النموذج الأولي وضع طبقة مرنة بين الطبقات ، والتي يجب أن تحمي السيراميك من التلف عند الاصطدام بالدروع الخلفية. ومع ذلك ، نظرًا لانخفاض الممانعة المميزة للمادة المرنة ، لن تتمكن الطبقة البينية من توفير اتصال صوتي بين الطبقات ، مما سيؤدي إلى توطين الطاقة في السيراميك الهش وفشلها المبكر.

المشكلة التي يجب أن يحلها الاختراع هي زيادة مقاومة درع الدروع المدمجة.

تتمثل النتيجة التقنية للاختراع في زيادة مقاومة الدروع للدرع المدمج عن طريق زيادة كثافة التلامس الصوتي بين الطبقات.

يمكن التخلص من عيوب النموذج الأولي إذا كانت الطبقة المتوسطة مصنوعة من مادة بلاستيكية لها خصائص معينة توفر اتصالًا صوتيًا بين الطبقات ونقل الطاقة المرنة إلى الخلف. يتحقق ما سبق إذا كانت مقاومة الخضوع للطبقة الوسيطة هي 0.05-0.5 من مقاومة الخضوع لمادة الطبقة الخلفية.

في حالة وجود طبقة وسيطة مصنوعة من مادة بلاستيكية بقوة خضوع تبلغ 0.05-0.5 من مقاومة الخضوع لمادة الطبقة الخلفية ، في عملية نقل السيراميك تحت تأثير الموجة المرنة ، التسريبات والصغيرة يتم التخلص من الفجوات الموجودة في الطبقات المجاورة بسبب التشوه البلاستيكي للأخير. بالإضافة إلى ذلك ، تحت تأثير موجات الإجهاد ، تزداد كثافتها ، ومن ثم تزداد مقاومتها المميزة. كل هذا يؤدي معًا إلى زيادة كثافة التلامس الصوتي بين الطبقات ويزيد من نسبة الطاقة المنقولة والمتبددة في الطبقة الخلفية. نتيجة لذلك ، نظرًا لوجود طبقة وسيطة مصنوعة من مادة بلاستيكية بقوة خضوع تبلغ 0.05-0.5 من قوة الخضوع لمادة الطبقة الخلفية ، يتم توزيع طاقة تفاعل التأثير على جميع طبقات الدرع المدمج ، بينما تزداد كفاءتها بشكل كبير ، حيث يزداد وقت التفاعل قبل تدمير السيراميك ، والذي بدوره يوفر تدميرًا أكثر اكتمالا للنواة عالية الصلابة.

لا تتمتع الطبقة المتوسطة ذات مقاومة الخضوع التي تزيد عن 0.5 من مقاومة الخضوع للطبقة الخلفية باللدونة الكافية ولا تؤدي إلى النتيجة المرجوة.

إن صنع الطبقة المتوسطة من مادة بلاستيكية بقوة خضوع أقل من 0.05 من قيمة مقاومة الخضوع لمادة الطبقة الخلفية لن يؤدي إلى النتيجة المرغوبة ، حيث أن قذفها أثناء تفاعل التأثير يكون شديدًا كما أن التأثير الموصوف أعلاه على آليات عمليات التفاعل ليس كذلك.

تم اختبار الحل التقني المقترح في مركز الاختبار NPO SM ، سانت بطرسبرغ. الطبقة الخزفية في النموذج الأولي 200 × 200 مم مصنوعة من اسطوانات AJI-1 اكسيد الالمونيوم بقطر 14 ملم وارتفاع 9.5 ملم. الطبقة الخلفية مصنوعة من الفولاذ المدرع Ts-85 (قوة الخضوع = 1600 ميجا باسكال) بسمك 3 مم. تم تصنيع الطبقة المتوسطة من رقائق الألمنيوم بدرجة AMC (مقاومة الخضوع = 120 ميجا باسكال) بسمك 0.5 مم. نسبة قوة الخضوع للطبقتين الوسيطة والخلفية هي 0.075. تم لصق الأسطوانات الخزفية وجميع الطبقات معًا باستخدام مادة رابطة بوليمر قائمة على البولي يوريثين.

أظهرت نتائج الاختبارات الميدانية أن النسخة المقترحة من الحماية المدمجة للدروع تتمتع بمقاومة أعلى للدروع بنسبة 10-12٪ مقارنة بالنموذج الأولي ، حيث تتكون الطبقة المتوسطة من مادة مرنة.

درع مدمج متعدد الطبقات يحتوي على طبقة أمامية شديدة الصلابة من كتلة سيراميك أو عناصر متصلة بواسطة رابط في كتلة متراصة ، وطبقة خلفية عالية القوة كثيفة الاستخدام للطاقة وطبقة وسيطة ، وتتميز بأن الطبقة الوسطى مصنوعة من مادة بلاستيكية مع مقاومة الخضوع 0.05-0.5 من سيولة الطبقة الخلفية المحددة.

براءات الاختراع المماثلة:

يتعلق الاختراع بأنظمة الحماية التفاعلية لحماية الأجسام الثابتة والمتحركة من العناصر الضارة. النظام ثابت أو مركب بشكل متحرك أو يمكن تثبيته على جانب الكائن (1) ليتم حمايته في مواجهة عنصر الضرب (3) ويحتوي على سطح واقي واحد على الأقل (4) يقع في زاوية معينة (2) مع احترام في اتجاه العنصر اللافت للنظر.

يتعلق الاختراع بإنتاج الدرفلة ويمكن استخدامه في تصنيع صفائح مدرعة من سبيكة تيتانيوم (α + β). طريقة لتصنيع الصفائح المدرعة من سبيكة التيتانيوم (α +) تتضمن تحضير شحنة ، صهر سبيكة من التركيبة ، بالوزن٪: 3.0-6.0 Al ؛ 2.8-4.5 فولت ؛ 1.0-2.2 Fe ؛ 0.3-0.7 مو ؛ 0.2-0.6 كر ؛ 0.12-0.3 O ؛ 0.010-0.045 ج ؛<0,05 N; <0,05 Н;<0,15 Si; <0,8 Ni; остальное - титан.

مجموعة الاختراعات تتعلق بمجال هندسة النقل. طريقة تركيب الزجاج عند حجز السيارة حسب الخيار الأول هي أن يتم تركيب الزجاج المصفح خلف الزجاج العادي باستخدام إطار متصل بجزء الرصاص في الزجاج ويكرر شكل الزجاج والمثبتات.

يتعلق الاختراع بالأشياء المدرعة ، خاصة الدبابات المكهربة ذات الحماية الديناميكية (التفاعلية) للدروع. يحتوي الجسم المدرع على جهاز حماية من النوع الديناميكي ، والذي يتضمن عناصر بجسم وغطاء مثبت على جزء من مساحة السطح الخارجية للجسم.

المادة: مجموعة من الاختراعات تتعلق بإنتاج مواد مدرعة مرنة متعددة الطبقات لمعدات الحماية الشخصية. طريقة مواجهة حركة الرصاصة متعددة الطبقات ، تتكون الشظايا من طبقات متناوبة من الألياف عالية المعامل مع المواد التي تعزز المقاومة ، والتي يتم وضعها في خلايا مكونة من طبقات من الألياف عالية المعامل.

يتعلق الاختراع بتكنولوجيا الدفاع ويهدف إلى اختبار الحواجز المعدنية للوجه - أساس الهياكل الواقية غير المتجانسة. تتضمن الطريقة إطلاق المضارب بسرعة أكبر من سرعة التصادم ، وتحديد وقياس عمق اختراق الصدمة للمهاجم بقطر d في السطح المعدني h (عمق التجويف). في هذه الحالة ، تكون سرعة التأثير أكبر أو أقل من السرعة الدنيا المتوقعة للاختراقات المستمرة. تحديد السرعة المحددة (الدنيا) للاختراقات المستمرة ، والتي فوقها يتم الحصول على اختراق مستمر ، وأدناه - فقط الاختراقات المنتظمة ، على خلفية الاعتماد الخطي لقيم صغيرة لعمق التجويف h على سرعة التأثير ؛ مزايا سرعات التأثير الكمي ؛ أرقام كمومية من رقم واحد وصغيرة مكونة من رقمين n لجميع السرعات التي يتم عندها الحصول على اختراق أو تجاويف ذات عمق متزايد. التأثير: تحديد وجود ومزايا سرعات التأثير الكمية ، وكذلك زيادة دقة تحديد السرعة الدنيا للاختراقات المستمرة. 4 مريض.

يتعلق الاختراع بمعدات عسكرية ، ولا سيما تصميم درع حماية مصمم لمواجهة الذخيرة التراكمية. يحتوي الدرع التفاعلي على جسم يحتوي على لوحين معدنيين متوازيين ، وأجهزة تفجير متباعدة بشكل متساوٍ في الفجوة بين الألواح المعدنية ، وأجهزة استشعار لتحديد إحداثيات نفاثة تراكمية اختراق مثبتة على الأسطح الداخلية للألواح. توجد في الفجوة بين الألواح المعدنية أوعية مملوءة بالسائل ، وداخل الأوعية توجد صواعق ثابتة بشكل صارم مصنوعة على شكل أجهزة تفريغ كهربائية يتم التحكم فيها ، والتي يتم توصيل أقطابها الكهربائية عن طريق الأسلاك بإخراج جهاز تخزين الطاقة الكهربائية ، ويتم توصيل أقطاب الإشعال كهربائياً بمخرج مولد نبضة الاشتعال ، والذي يتم توصيل مدخله كهربائياً بأجهزة استشعار لتحديد إحداثيات التدفق التراكمي. التأثير: زيادة موثوقية عملية الحماية الديناميكية. 1 مريض.

يتعلق الاختراع بوسائل حماية المعدات والطاقم من الرصاص والشظايا وقاذفات القنابل اليدوية. تحتوي المادة المركبة الواقية على شطيرة تشتمل على ثلاث طبقات على الأقل ملتصقة ببعضها البعض. تشتمل الطبقتان الساندويتش الأولى والثانية على اثنين على الأقل من التقسيمات الأولية وسبائك التيتانيوم أو زوايا سبائك الألومنيوم. الطبقة الثالثة من المركب الواقي لها هيكل قرص العسل ومصنوعة من البولي يوريثين. تشتمل الطبقتان الأولى والثانية من السندويتش على كتل متراصة تشكلت من زاوية جانبية. توجد أرفف المظهر الجانبي الزاوي بزاوية 45 درجة على مستوى سطح العمل للمركب الواقي. ترتبط زوايا سبائك التيتانيوم أو سبائك الألومنيوم ببعضها البعض من خلال اثنين على الأقل من التقسيمات الأولية. تحتوي ألياف التقوية المسبقة على أنابيب نانوية من اكسيد الالمونيوم على سطح ألياف مصنوعة من خيوط بولي إيثيلين أو خيوط زجاجية أو خيوط بازلتية أو قماش أو سحب أو شريط. يتم تحقيق زيادة في خصائص الحماية بسبب تصميم الدروع. 3 w.p. f-ly ، 1 مريض.

يتعلق الاختراع بالأشياء المدرعة ، وبشكل أساسي بالدبابات ذات الحماية الديناميكية للدروع ، وفي الوقت نفسه بوسائل تمويه الأشياء العسكرية باستخدام طلاء مموه مثبت على سطح الجسم. يحتوي الجهاز الوقائي لجسم عسكري مدرع على وحدات نمطية مربعة للتمويه مع نمط تمويه في مجموعة من الألوان مع اختيار واحد أو آخر من أربعة اتجاهات فردية ، قابلة للإزالة على أقسام الدروع للجسم. يوفر الجهاز عناصر حماية ديناميكية موزعة على سطح الكائن بأغطية مربعة قابلة للإزالة ، ويتم تصنيع وحدات عناصر التمويه على شكل ألواح صلبة قابلة للتبديل مع الأغطية المذكورة لعناصر الحماية الديناميكية ، مع إمكانية التغيير السريع للعناصر نمط التمويه عن طريق استبدال و / أو إعادة ترتيب العناصر ثنائية الوظائف ، وبالتالي ، وحدات العناصر بين عناصر الحماية الديناميكية. يتم تحقيق فعالية استبدال وسائل التمويه من خلال التطبيق الخاص لمبدأ الوظائف المتعددة للوحدات وأجزاء الآلات لعناصر الحماية الديناميكية ووسائل التمويه. 5 ز. f-ly ، 4 مرض.

يتعلق الاختراع بمجال تكنولوجيا القياس ويمكن استخدامه للتحكم في جودة حواجز الدروع المركبة. جهاز لمراقبة الجودة الحرارية لحواجز الدروع المركبة بناءً على تحليل طاقة الامتصاص لعنصر الضرب ، بما في ذلك جهاز إطلاق النار الموجود بين الركيزة وجهاز إطلاق النار على مسار طيران عنصر الضرب ، وجهاز للقياس سرعة طيران عنصر الضرب عند مخرج جهاز الإطلاق ، وهو عبارة عن ركيزة مصنوعة من مادة بلاستيكية. بالإضافة إلى ذلك ، تم تجهيز الجهاز بنظام تصوير حراري ونظام كمبيوتر وجهاز لتسجيل بداية تحليق القذيفة. يقع نظام التصوير الحراري بحيث يغطي مجال الرؤية لجزءه البصري نقطة الاتصال بين عنصر الضرب وحاجز الدرع المركب. يتم توصيل مدخلات الجهاز لتسجيل بداية رحلة القذيفة بإخراج الجهاز لقياس سرعة المقذوف عند خرج الجهاز لإطلاقه. يتم توصيل خرج الجهاز لتسجيل بداية رحلة عنصر الضرب بإدخال نظام التصوير الحراري ، ويتم توصيل خرج نظام التصوير الحراري بإدخال نظام الكمبيوتر. والنتيجة التقنية هي زيادة محتوى المعلومات وموثوقية نتائج الاختبار. 9 مريض.

يتعلق الاختراع بمجال هندسة النقل. يتكون الهيكل الممتص للطاقة لحماية الجزء السفلي من المركبات الأرضية من طبقات حماية داخلية وخارجية مصنوعة من الدروع و / أو السبائك الهيكلية. بين طبقات الحماية طبقة. تتكون الطبقة البينية في شكل صفين متطابقين من التشكيلات الجانبية الممتصة للطاقة على شكل حرف U أو W والتي تنعكس على بعضها البعض وتتحول بمقدار نصف خطوة بالنسبة لبعضها البعض. ترتكز الأضلاع الطرفية للأشكال الممتصة للطاقة لصف واحد على الأضلاع الطرفية لمحات امتصاص الطاقة المجاورة للصف المقابل. يتم تحقيق زيادة في كفاءة امتصاص الطاقة أثناء التفجير. 3 مريض.

يتعلق الاختراع بمجال تكنولوجيا القياس ويمكن استخدامه للتحكم في جودة حواجز الدروع المركبة. تتضمن الطريقة تركيب حاجز مدرع أمام صفيحة من مادة بلاستيكية ، لتوجيه عنصر ضرب بسرعة معينة إلى الحاجز المدرع. بالإضافة إلى ذلك ، يتم تسجيل مجال درجة حرارة سطح حاجز الدرع المركب الذي يحتوي على حد أدنى من الشذوذ في درجة الحرارة ، والذي يعتبر شاذًا ، ويتم تحديد الدقة المكانية لتسجيل مجال درجة الحرارة ، بناءً على اكتشاف الانحرافات في درجة الحرارة للحجم الأدنى مع المكاني الفترة التي يحددها حجم الحد الأدنى للشذوذ في درجة الحرارة. بعد التأثير على حاجز الدرع المركب بواسطة عنصر الضرب بسرعة معينة ، يتم قياس مجال درجة الحرارة في وقت واحد في منطقة التلامس بين عنصر الضرب بحاجز الدرع المركب ، بدءًا من لحظة ملامسة عنصر الضرب بـ حاجز الدرع المركب ومن الجانب المقابل ، فيما يتعلق بجانب التلامس مع عنصر الضرب ، بناءً على تحليل مجال درجة الحرارة المسجل من سطحين ، يتم تحديد الحالة الفنية لحاجز الدرع المركب بواسطة متجه خصائص حاجز الدرع وطاقة الامتصاص الخاصة به عن طريق تقليل الوظيفة بواسطة ناقل خصائص لوحة الدرع المتحكم بها عن طريق حل نظام المعادلات ، وبناءً على تحليل مجال درجة الحرارة ، يتم تحديد طاقة امتصاص حاجز الدرع المركب . تم الكشف عن جهاز لاختبار مقاعد البدلاء من حواجز الدروع المركبة. والنتيجة التقنية هي زيادة محتوى المعلومات وموثوقية نتائج الاختبار. 2 ن. و 3 ز. f-ly ، 3 مريض ، علامة تبويب واحدة.

يتعلق الاختراع بسلعة مقاومة للاختراق يمكن استخدامها لإنتاج الملابس الواقية مثل السترات الواقية من الرصاص والخوذات وكذلك الدروع أو عناصر الدروع ، بالإضافة إلى طريقة لإنتاجها. يحتوي المنتج على هيكل نسيج منسوج واحد على الأقل (3) به ألياف لدن بالحرارة وألياف عالية القوة بقوة لا تقل عن 1100 ميجا باسكال ، وفقًا للمواصفة ASTM D-885. يتم ربط الألياف عالية الصلابة معًا لتشكيل قماش منسوج (2) لهيكل من القماش المنسوج (3) ، والألياف المتلدنة بالحرارة لها نسبة وزن بالنسبة إلى وزن بنية النسيج المنسوج (3) من 5 إلى 35٪. علاوة على ذلك ، يفضل أن تكون ألياف لدن بالحرارة على شكل قماش غير مموج (6) على القماش المنسوج (2) ويتم توصيلها بالقماش المنسوج (2) بواسطة الخيط الرئيسي و / أو الخيط المنسوج من القماش المنسوج (2) ) من ألياف عالية القوة. لا توجد خيوط ربط إضافية أو وسائل ربط غير نسيجية للربط بين القماش المنسوج (2) والألياف البلاستيكية الحرارية. المادة المقاومة للاختراق لها حماية ضد الصدمات و / أو خصائص مضادة للصواريخ الباليستية. 3 ن. و 11 ص. و- لي ، 7 مريض.

المادة: يتعلق الاختراع بمنتجات مركبة مقاومة للرصاص ، والتي تتميز بمقاومة محسنة للتشوه العكسي. يحتوي المنتج المضاد للرصاص على لوحة مفرغة ، تتكون من السطح الأول والسطح الثاني والجسم. تحدد لوحة الفراغ جزءًا على الأقل من الحجم الداخلي الذي يتم فيه إنشاء الفراغ. يحتوي المنتج المضاد للرصاص على قاعدة واحدة على الأقل مضادة للرصاص ، متصلة بالسطح الأول أو الثاني من لوحة التفريغ. تحتوي القاعدة الباليستية على ألياف و / أو أشرطة ذات قوة محددة تبلغ حوالي 7 جم / منكر أو أكثر ومعامل شد يبلغ حوالي 150 جم / منكر أو أكثر. كما أن القاعدة المضادة للرصاص مصنوعة من مادة صلبة لا تعتمد على الألياف أو الأشرطة. يُقترح أيضًا طريقة لتشكيل مادة مضادة للرصاص ، حيث يتم وضع القاعدة المضادة للرصاص بحيث تكون على الجزء الخارجي من المادة المضادة للرصاص ، ويتم وضع لوحة التفريغ المحددة خلف قاعدة مضادة للرصاص واحدة على الأقل من أجل استقبال أي موجة الصدمة التي تحدث نتيجة اصطدام عنصر صادم على القاعدة المحددة المضادة للرصاص. التأثير: إضعاف تأثير موجات الصدمة الناتجة عن تأثير تأثير عنصر الضرب ، وتقليل حجم تشوه الظهر ، والوقاية أو التقليل من الإصابات الناتجة عن العمل المتسامي للرصاص. 3 ن. و 7 ز. f-ly ، 9 سوء ، 2 جدول ، 19 العلاقات العامة.

المادة: مجموعة من الاختراعات تتعلق بمجال تكنولوجيا القياس ، أي طريقة مراقبة جودة حواجز الدروع المركبة المصنوعة من القماش وجهاز لتنفيذه. تتضمن الطريقة تثبيت حاجز درع مركب أمام لوحة من مادة بلاستيكية ، وتوجيه قذيفة بسرعة معينة إلى حاجز الدرع ، وتحديد طاقة امتصاص المقذوف. من لحظة التفاعل بين الحاجز المدرع والعنصر الضار ، يتم تسجيل مجالين مكانيين في وقت واحد على سطح الحاجز المدرع: مجال درجة حرارة سطح الحاجز المدرع ومجال صورة الفيديو للسطح. يتم تثبيت كفاف صورة الفيديو على مجال درجة الحرارة ، ويتم تكوين حقل درجة حرارة مقاسة جديد ، ويتم تحديد طاقة الامتصاص بواسطة حاجز الدرع المركب بناءً على تحليل مجال درجة الحرارة الجديد. تم الكشف عن جهاز لمراقبة جودة حواجز الدروع المركبة المصنوعة من القماش لتنفيذ الأسلوب. التأثير: زيادة القيمة الإعلامية وموثوقية نتائج التحكم. 2 ن. و 1 z.p. f-ly ، 5 مرض.

يتعلق الاختراع بمجال تطوير وسائل حماية المعدات من الرصاص الخارق للدروع. يحتوي الدرع المدمج متعدد الطبقات على طبقة أمامية شديدة الصلابة من كتلة سيراميك أو عناصر متصلة بواسطة مادة رابطة في كتلة متراصة ، وطبقة خلفية عالية القوة كثيفة الاستخدام للطاقة وطبقة وسيطة. الطبقة الوسطى مصنوعة من مادة بلاستيكية لها مقاومة خضوع من 0.05-0.5 من مقاومة الخضوع للطبقة الخلفية. تتحقق زيادة مقاومة الدروع للدرع المدمج عن طريق زيادة كثافة التلامس الصوتي بين الطبقات.

سيناريوهات الحروب المستقبلية ، بما في ذلك الدروس المستفادة في أفغانستان ، ستخلق تحديات مختلطة غير متكافئة للجنود وذخائرهم. نتيجة لذلك ، ستستمر الحاجة إلى درع أقوى وأخف وزنًا في الازدياد. الأنواع الحديثة من الحماية الباليستية للمشاة والسيارات والطائرات والسفن متنوعة للغاية بحيث يصعب تغطيتها جميعًا في إطار مقال صغير واحد. دعونا نتعمق في مراجعة أحدث الابتكارات في هذا المجال وتحديد الاتجاهات الرئيسية لتطويرها. الألياف المركبة هي أساس صنع المواد المركبة. يتم تصنيع المواد الهيكلية الأكثر متانة حاليًا من الألياف ، مثل ألياف الكربون أو البولي إيثيلين عالي الوزن الجزيئي (UHMWPE).

على مدار العقود الماضية ، تم إنشاء العديد من المواد المركبة أو تحسينها ، والمعروفة باسم العلامات التجارية KEVLAR و TWARON و DYNEEMA و SPECTRA. وهي مصنوعة عن طريق الترابط الكيميائي إما ألياف بارا أراميد أو بولي إيثيلين عالي القوة.

أراميد (أراميد) -فئة من الألياف الاصطناعية المتينة والمقاومة للحرارة. يأتي الاسم من عبارة "البولي أميد العطري" (البولي أميد العطري). في مثل هذه الألياف ، يتم توجيه سلاسل الجزيئات بدقة في اتجاه معين ، مما يجعل من الممكن التحكم في خصائصها الميكانيكية.

وهي تشمل أيضًا ميتا أراميد (على سبيل المثال ، نومكس). معظمها من مادة البولي أميد المشتركة ، والمعروفة باسم العلامة التجارية Technora التي تنتجها المادة الكيميائية اليابانية Teijin. يسمح الأراميد بمجموعة متنوعة من اتجاهات الألياف أكثر من UHMWPE. تتمتع الألياف شبه الأراميد مثل KEVLAR و TWARON و Heracron بقوة ممتازة بأقل وزن.

ألياف البولي إيثيلين عالية المتانة داينيما ،التي تنتجها DSM Dyneema ، تعتبر الأكثر ديمومة في العالم. إنه أقوى 15 مرة من الفولاذ وأقوى بنسبة 40٪ من الأراميد لنفس الوزن. هذا هو المركب الوحيد الذي يمكنه الحماية من عيار 7.62 ملم من رصاص AK-47.

كيفلر-علامة تجارية مسجلة معروفة للألياف شبه الأراميد. طورتها شركة DuPont في عام 1965 ، تتوفر الألياف على شكل خيوط أو قماش ، والتي تستخدم كأساس في صناعة البلاستيك المركب. لنفس الوزن ، يعتبر KEVLAR أقوى بخمس مرات من الفولاذ ، ولكنه أكثر مرونة. لتصنيع ما يسمى بـ "السترات الناعمة المضادة للرصاص" ، يتم استخدام KEVLAR XP ، ويتكون هذا "الدرع" من عشرات الطبقات من القماش الناعم الذي يمكن أن يبطئ من ثقب وقطع الأشياء وحتى الرصاص منخفض الطاقة.

نومكس-تطوير دوبونت آخر. تم تطوير الألياف المقاومة للحرارة من ميتا أراميد في الستينيات. القرن الماضي وعرض لأول مرة في عام 1967.

بولي بنزويميدازول (PBI) -ألياف صناعية بدرجة انصهار عالية للغاية يكاد يكون من المستحيل اشتعالها. تستخدم لمواد الحماية.

المواد ذات العلامات التجارية رايونهي ألياف السليلوز المعاد تدويرها. نظرًا لأن الرايون يعتمد على الألياف الطبيعية ، فهو ليس صناعيًا ولا طبيعيًا.

الأطياف-الألياف المركبة المصنعة من قبل هانيويل. إنها واحدة من أقوى وأخف الألياف في العالم. باستخدام تقنية SHIELD المسجلة الملكية ، تنتج الشركة الحماية الباليستية لوحدات الجيش والشرطة على أساس مواد SPECTRA SHIELD و GOLD SHIELD و GOLD FLEX لأكثر من عقدين. SPECTRA عبارة عن ألياف بولي إيثيلين بيضاء ناصعة ومقاومة للتلف الكيميائي والضوء والماء. وفقًا للشركة المصنعة ، هذه المادة أقوى من الفولاذ وأقوى بنسبة 40٪ من ألياف الأراميد.

توارون-الاسم التجاري لألياف تيجين المتينة المقاومة للحرارة بارا أراميد. تقدر الشركة المصنعة أن استخدام المواد لحماية المركبات المدرعة يمكن أن يقلل من وزن المدرعات بنسبة 30-60٪ مقارنة بالفولاذ المدرع. يتكون نسيج Twaron LFT SB1 ، الذي يتم إنتاجه باستخدام تقنية التصفيح المسجلة الملكية ، من عدة طبقات من الألياف تقع في زوايا مختلفة مع بعضها البعض ومترابطة بواسطة مادة مالئة. يتم استخدامه لإنتاج دروع خفيفة الوزن مرنة للجسم.

البولي إيثيلين عالي الوزن الجزيئي (UHMWPE) ، ويسمى أيضًا البولي إيثيلين عالي الوزن الجزيئي -فئة البولي إثيلين بالحرارة. يتم بثق مواد الألياف الاصطناعية تحت العلامات التجارية DYNEEMA و SPECTRA من الجل من خلال قوالب خاصة تعطي الألياف الاتجاه المطلوب. تتكون الألياف من سلاسل طويلة جدًا يصل وزنها الجزيئي إلى 6 ملايين مادة UHMWPE شديدة المقاومة للوسائط العدوانية. بالإضافة إلى ذلك ، فإن المادة ذاتية التشحيم ومقاومة للغاية للتآكل - حتى 15 مرة أكثر من الفولاذ الكربوني. من حيث معامل الاحتكاك ، فإن البولي إيثيلين ذو الوزن الجزيئي العالي يمكن مقارنته بـ polytetrafluoroethylene (Teflon) ، ولكنه أكثر مقاومة للتآكل. المواد عديمة الرائحة والطعم وغير سامة.

درع مشترك

يمكن استخدام الدروع المدمجة الحديثة للحماية الشخصية ودروع المركبات والسفن البحرية والطائرات والمروحيات. تتيح لك التكنولوجيا المتقدمة والوزن المنخفض إنشاء درع بخصائص فريدة. على سبيل المثال ، دخلت Ceradyne ، التي أصبحت مؤخرًا جزءًا من شركة 3M ، في عقد بقيمة 80 مليون دولار مع سلاح مشاة البحرية الأمريكي لتزويد 77000 خوذة حماية عالية (خوذات محسنة للقتال ، ECH) كجزء من برنامج موحد لاستبدال معدات الحماية في الجيش الأمريكي والبحرية و KMP. تستخدم الخوذة على نطاق واسع البولي إيثيلين عالي الوزن الجزيئي بدلاً من ألياف الأراميد المستخدمة في تصنيع خوذات الجيل السابق. تشبه الخوذ القتالية المحسّنة خوذة القتال المتقدمة الموجودة حاليًا في الخدمة ، ولكنها أرق. توفر الخوذة نفس الحماية ضد طلقات الأسلحة الصغيرة والشظايا مثل التصميمات السابقة.

الرقيب كايل كينان يظهر خدوش رصاصة من مسدس عيار 9 ملم من مسافة قريبة على خوذة القتال المتقدمة الخاصة به ، والتي أصيب بها في يوليو 2007 خلال عملية في العراق. خوذة الألياف المركبة قادرة على الحماية بشكل فعال من طلقات الأسلحة الصغيرة وشظايا القذيفة.

ليس الإنسان هو الشيء الوحيد الذي يتطلب حماية الأعضاء الحيوية الفردية في ساحة المعركة. على سبيل المثال ، تحتاج الطائرات إلى درع جزئي لحماية الطاقم والركاب والإلكترونيات الموجودة على متنها من نيران الأرض وعناصر الضربة للرؤوس الحربية لصواريخ الدفاع الجوي. في السنوات الأخيرة ، تم اتخاذ العديد من الخطوات الهامة في هذا المجال: تم تطوير الطيران المبتكر ودروع السفن. في الحالة الأخيرة ، لا يتم استخدام الدروع القوية على نطاق واسع ، ولكنها ذات أهمية حاسمة عند تجهيز السفن التي تقوم بعمليات ضد القراصنة وتجار المخدرات والمتاجرين بالبشر: هذه السفن تتعرض الآن للهجوم ليس فقط بالأسلحة الصغيرة من مختلف الكوادر ، ولكن أيضًا من خلال قصف من قاذفات القنابل اليدوية المضادة للدبابات.

يتم تصنيع الحماية للمركبات الكبيرة بواسطة قسم الدرع المتقدم في TenCate. تم تصميم سلسلتها من دروع الطيران لتوفير أقصى حماية بأدنى وزن للسماح بتثبيتها على متن الطائرة. يتم تحقيق ذلك باستخدام خطوط درع TenCate Liba CX و TenCate Ceratego CX ، وهي أخف المواد المتاحة. في الوقت نفسه ، فإن الحماية الباليستية للدروع عالية جدًا: على سبيل المثال ، بالنسبة إلى TenCate Ceratego ، تصل إلى المستوى 4 وفقًا لمعيار STANAG 4569 وتتحمل الضربات المتعددة. في تصميم لوحات الدروع ، يتم استخدام مجموعات مختلفة من المعادن والسيراميك ، وتقوية بألياف الأراميد ، والبولي إيثيلين عالي الوزن الجزيئي ، وكذلك الكربون والألياف الزجاجية. نطاق الطائرات التي تستخدم TenCate Armor واسع جدًا: من Embraer A-29 Super Tucano الخفيف متعدد الوظائف إلى ناقل الحركة Embraer KC-390.

تقوم TenCate Advanced Armor أيضًا بتصنيع دروع للسفن الحربية الصغيرة والكبيرة والسفن المدنية. يخضع الحجز لأجزاء مهمة من الجوانب ، بالإضافة إلى أماكن السفن: مجلات الأسلحة ، وجسر القبطان ، ومراكز المعلومات والاتصالات ، وأنظمة الأسلحة. قدمت الشركة مؤخرًا ما يسمى ب. درع بحري تكتيكي (درع بحري تكتيكي) لحماية مطلق النار على ظهر السفينة. يمكن نشره لإنشاء وضع مرتجل للمسدس أو إزالته في غضون 3 دقائق.

تتخذ مجموعات دروع الطائرات الأخيرة من QinetiQ في أمريكا الشمالية نفس نهج الدروع المركبة للمركبات الأرضية. يمكن تعزيز أجزاء الطائرة التي تتطلب الحماية في غضون ساعة واحدة بواسطة الطاقم ، بينما يتم تضمين أدوات التثبيت الضرورية بالفعل في المجموعات الموردة. وبالتالي ، يمكن تحديث طائرات النقل Lockheed C-130 Hercules و Lockheed C-141 و McDonnell Douglas C-17 وكذلك طائرات الهليكوبتر Sikorsky H-60 ​​و Bell 212 بسرعة إذا كانت ظروف المهمة تتطلب إمكانية إطلاق النار من الطائرات الصغيرة. أسلحة. يصمد الدرع برصاصة من عيار 7.62 ملم خارقة للدروع. حماية متر مربع واحد تزن 37 كجم فقط.

درع شفاف

مادة درع نوافذ السيارة التقليدية والأكثر شيوعًا هي الزجاج المقسّى. تصميم "الصفائح المدرعة" الشفافة بسيط: يتم ضغط طبقة من صفائح البولي كربونات الشفافة بين كتلتين زجاجيتين سميكتين. عندما تصطدم رصاصة بالزجاج الخارجي ، يتم أخذ التأثير الرئيسي من خلال الجزء الخارجي من الزجاج "الساندويتش" والصفائح ، بينما يتشقق الزجاج مع "شبكة" مميزة ، مما يوضح اتجاه تبديد الطاقة الحركية. تمنع طبقة البولي كربونات الرصاصة من اختراق الطبقة الزجاجية الداخلية.

غالبًا ما يشار إلى الزجاج المضاد للرصاص على أنه "مضاد للرصاص". هذا تعريف خاطئ ، حيث لا يوجد زجاج بسماكة معقولة يمكنه تحمل رصاصة خارقة للدروع من عيار 12.7 مم. الرصاصة الحديثة من هذا النوع لها غلاف نحاسي ولب مصنوع من مادة صلبة كثيفة - على سبيل المثال ، اليورانيوم المستنفد أو كربيد التنجستن (الأخير يمكن مقارنته بالصلابة مع الماس). بشكل عام ، تعتمد مقاومة الرصاص للزجاج المقسى على العديد من العوامل: العيار ، النوع ، سرعة الرصاصة ، زاوية التأثير مع السطح ، إلخ ، لذلك غالبًا ما يتم اختيار سمك الزجاج المقاوم للرصاص بهامش مزدوج. في الوقت نفسه ، تتضاعف كتلته أيضًا.

PERLUCOR هي مادة ذات نقاوة كيميائية عالية وخواص ميكانيكية وكيميائية وفيزيائية وبصرية متميزة.

الزجاج المضاد للرصاص له عيوبه المعروفة: فهو لا يحمي من الضربات المتعددة وهو ثقيل جدًا. يعتقد الباحثون أن المستقبل في هذا الاتجاه يعود لما يسمى بـ "الألمنيوم الشفاف". هذه المادة عبارة عن سبيكة خاصة مصقولة بمرآة يبلغ وزنها نصف وزنها وأربع مرات أقوى من الزجاج المقسّى. يعتمد على أكسيد الألومنيوم - مركب من الألومنيوم والأكسجين والنيتروجين ، وهو كتلة صلبة خزفية شفافة. في السوق ، يُعرف باسم العلامة التجارية ALON. يتم إنتاجه عن طريق تلبيد خليط مسحوق معتم تمامًا في البداية. بعد ذوبان الخليط (نقطة انصهار أكسيد الألومنيوم - 2140 درجة مئوية) ، يتم تبريده بسرعة. يتميز الهيكل البلوري الصلب الناتج بنفس مقاومة الخدش مثل الياقوت ، أي أنه مقاوم للخدش تقريبًا. لا يؤدي التلميع الإضافي إلى جعله أكثر شفافية فحسب ، بل إنه يقوي أيضًا الطبقة السطحية.

تصنع الزجاجات الحديثة المقاومة للرصاص في ثلاث طبقات: يوجد لوح أوكسينيتريد الألمنيوم في الخارج ، ثم الزجاج المقسّى ، وكل شيء مكتمل بطبقة من البلاستيك الشفاف. مثل هذه "الشطيرة" لا تتحمل بشكل مثالي الرصاص الخارق للدروع من الأسلحة الصغيرة فحسب ، بل يمكنها أيضًا تحمل اختبارات أكثر جدية ، مثل إطلاق النار من مدفع رشاش عيار 12.7 ملم.

الزجاج المقاوم للرصاص ، المستخدم تقليديا في المركبات المدرعة ، حتى أنه يخدش الرمال أثناء العواصف الرملية ، ناهيك عن تأثير شظايا العبوات الناسفة والرصاص الذي تم إطلاقه من بنادق AK-47 عليه. "درع الألمنيوم" الشفاف أكثر مقاومة لمثل هذه "العوامل الجوية". أحد العوامل التي تعوق استخدام مثل هذه المادة الرائعة هو تكلفتها المرتفعة: حوالي ستة أضعاف تكلفة الزجاج المقسى. تم تطوير تقنية "الألمنيوم الصافي" بواسطة شركة Raytheon ويتم تقديمها الآن تحت اسم Surmet. بتكلفة عالية ، لا تزال هذه المادة أرخص من الياقوت ، الذي يستخدم عند الحاجة إلى قوة عالية (أجهزة أشباه الموصلات) أو مقاومة الخدش (زجاج ساعة اليد). نظرًا لأن المزيد والمزيد من القدرات الإنتاجية تشارك في إنتاج الدروع الشفافة ، وتسمح المعدات بإنتاج صفائح من مساحة أكبر من أي وقت مضى ، فقد ينخفض ​​سعرها بشكل كبير في النهاية. بالإضافة إلى ذلك ، تتحسن تقنيات الإنتاج باستمرار. بعد كل شيء ، فإن خصائص مثل هذا "الزجاج" ، الذي لا يستسلم للقصف من ناقلة جند مصفحة ، جذابة للغاية. وإذا كنت تتذكر مقدار "درع الألمنيوم" الذي يقلل من وزن المركبات المدرعة ، فلا شك أن هذه التكنولوجيا هي المستقبل. على سبيل المثال: في المستوى الثالث من الحماية وفقًا لمعيار STANAG 4569 ، تبلغ مساحة الزجاج النموذجية 3 أمتار مربعة. م سوف تزن حوالي 600 كجم. يؤثر هذا الفائض بشكل كبير على أداء قيادة السيارة المدرعة ، ونتيجة لذلك ، على بقائها في ساحة المعركة.

هناك شركات أخرى تعمل في مجال تطوير الدروع الشفافة. تقدم CeramTec-ETEC بيرلوكور ، وهو سيراميك زجاجي ذو نقاوة كيميائية عالية وخصائص ميكانيكية وكيميائية وفيزيائية وبصرية متميزة. تسمح شفافية مادة PERLUCOR (أكثر من 92٪) باستخدامها في أي مكان يتم فيه استخدام الزجاج المقسّى ، في حين أنه أقوى من الزجاج بثلاث إلى أربع مرات ، ويتحمل أيضًا درجات حرارة عالية للغاية (تصل إلى 1600 درجة مئوية) ، والتعرض للأحماض المركزة والقلويات.

درع السيراميك الشفاف IBD NANOTech أخف من الزجاج المقسى بنفس القوة - 56 كجم / قدم مربع. م مقابل 200

طورت IBD Deisenroth Engineering درعًا خزفيًا شفافًا يضاهي خصائص العينات غير الشفافة. تعتبر المادة الجديدة أخف بنسبة 70٪ تقريبًا من الزجاج المضاد للرصاص ويمكنها ، وفقًا لـ IBD ، تحمل العديد من ضربات الرصاص في نفس المناطق. التطوير هو منتج ثانوي لعملية إنشاء خط سيراميك مصفح IBD NANOTech. خلال عملية التطوير ، ابتكرت الشركة تقنيات تسمح بلصق مساحة كبيرة من "الفسيفساء" من العناصر المدرعة الصغيرة (تقنية Mosaic Transparent Armor) ، بالإضافة إلى التصفيح اللاصق باستخدام ركائز تقوية مصنوعة من ألياف نانوية طبيعية مملوكة لألياف النانو. يتيح هذا الأسلوب إمكانية إنتاج ألواح مدرعة شفافة متينة ، تكون أخف بكثير من الألواح التقليدية المصنوعة من الزجاج المقسّى.

وجدت شركة Oran Safety Glass الإسرائيلية طريقها إلى تقنية ألواح الدروع الشفافة. تقليديا ، على الجانب الداخلي "الآمن" من اللوحة الزجاجية المدرعة ، توجد طبقة مقواة من البلاستيك تحمي من شظايا الزجاج المتطاير داخل السيارة المدرعة عندما تضرب الرصاص والقذائف الزجاج. يمكن أن تتعرض هذه الطبقة للخدش تدريجيًا أثناء الفرك غير الدقيق ، وتفقد الشفافية ، وتميل أيضًا إلى التقشر. لا تتطلب تقنية ADI الحاصلة على براءة اختراع لتقوية طبقات الدروع مثل هذا التعزيز مع مراعاة جميع معايير السلامة. تقنية مبتكرة أخرى من OSG هي ROCKSTRIKE. على الرغم من أن الدروع الشفافة الحديثة متعددة الطبقات محمية من تأثير الرصاص والقذائف الخارقة للدروع ، إلا أنها عرضة للتشقق والخدش من الشظايا والأحجار ، فضلاً عن التفكيك التدريجي للوحة الدروع - ونتيجة لذلك ، لوحة الدروع باهظة الثمن يجب استبداله. تعد تقنية ROCKSTRIKE بديلاً لتقوية الشبكة المعدنية وتحمي الزجاج من التلف الناتج عن الأجسام الصلبة التي تطير بسرعات تصل إلى 150 م / ث.

حماية المشاة

تجمع السترات الواقية من الرصاص الحديثة بين الأقمشة الواقية الخاصة وإدخالات الدروع الصلبة لتوفير حماية إضافية. يمكن أن يحمي هذا المزيج حتى من الرصاص من عيار 7.62 مم ، لكن الأقمشة الحديثة قادرة بالفعل على إيقاف رصاصة مسدس عيار 9 مم بمفردها. تتمثل المهمة الرئيسية للحماية الباليستية في امتصاص وتبديد الطاقة الحركية لتأثير الرصاصة. لذلك ، فإن الحماية تكون متعددة الطبقات: عندما تصطدم رصاصة ، يتم إنفاق طاقتها على شد ألياف مركبة طويلة وقوية على كامل مساحة الدرع الواقي من الجسم في عدة طبقات ، مما يؤدي إلى ثني الألواح المركبة ، ونتيجة لذلك ، تنخفض سرعة الرصاصة من مئات الأمتار في الثانية إلى الصفر. لإبطاء رصاصة بندقية أثقل وأكثر حدة تنتقل بسرعة حوالي 1000 م / ث ، يلزم إدخال ألواح من المعدن الصلب أو الألواح الخزفية جنبًا إلى جنب مع الألياف. لا تقوم الصفائح الواقية فقط بتبديد طاقة الرصاصة وامتصاصها ، ولكن أيضًا تضعف طرفها.

مشكلة استخدام المواد المركبة كحماية يمكن أن تكون الحساسية لدرجة الحرارة والرطوبة العالية والعرق المالح (بعضها). وفقًا للخبراء ، يمكن أن يتسبب ذلك في شيخوخة الألياف وتدميرها. لذلك ، في تصميم مثل هذه السترات الواقية من الرصاص ، من الضروري توفير الحماية من الرطوبة والتهوية الجيدة.

كما يتم القيام بعمل هام في مجال الهندسة البشرية للدروع الواقية للبدن. نعم ، الدروع الواقية للبدن تحمي من الرصاص والشظايا ، لكنها يمكن أن تكون ثقيلة وضخمة وتعيق الحركة وتبطئ من حركة المشاة لدرجة أن عجزه في ساحة المعركة يمكن أن يصبح خطرًا أكبر تقريبًا. لكن في عام 2012 ، بدأ الجيش الأمريكي ، حيث وفقًا للإحصاءات ، واحدة من كل سبعة جنود من الإناث ، في اختبار الدروع الواقية للبدن المصممة خصيصًا للنساء. قبل ذلك ، كانت الإناث يرتدين "درعًا" ذكوريًا. تتميز الجدة بقصر الطول ، مما يمنع احتكاك الوركين عند الجري ، كما أنها قابلة للتعديل في منطقة الصدر.

الدروع الواقية للبدن التي تستخدم الدروع المركبة الخزفية Ceradyne المعروضة في مؤتمر صناعة قوات العمليات الخاصة 2012

يمكن أن يحدث حل لعيب آخر - الوزن الكبير للدروع الواقية من الرصاص - مع بدء استخدام ما يسمى. السوائل غير النيوتونية باسم "درع سائل". السائل غير النيوتوني هو السائل الذي تعتمد لزوجته على انحدار السرعة لتدفقه. في الوقت الحالي ، تستخدم معظم الدروع الواقية للبدن ، كما هو موضح أعلاه ، مزيجًا من مواد الحماية الناعمة وإدخالات الدروع الصلبة. هذا الأخير يخلق الوزن الرئيسي. سيؤدي استبدالها بحاويات السوائل غير النيوتونية إلى تفتيح التصميم وجعله أكثر مرونة. في أوقات مختلفة ، تم تطوير الحماية على أساس مثل هذا السائل من قبل شركات مختلفة. حتى أن الفرع البريطاني لشركة BAE Systems قدم عينة عمل: العبوات التي تحتوي على هلام Shear Thickening السائل الخاص ، أو الكريم المضاد للرصاص ، لها نفس مؤشرات الحماية مثل الدروع الواقية للبدن Kevlar المكونة من 30 طبقة. العيوب واضحة أيضًا: مثل هذا الهلام ، بعد إصابته برصاصة ، سوف يتدفق ببساطة عبر ثقب الرصاصة. ومع ذلك ، فإن التطورات في هذا المجال مستمرة. من الممكن استخدام التكنولوجيا حيث تكون الحماية من الصدمات مطلوبة ، وليس الرصاص: على سبيل المثال ، تقدم شركة Softshell السنغافورية معدات رياضية ID Flex ، والتي تنقذ من الإصابات وتعتمد على سائل غير نيوتوني. من الممكن تمامًا تطبيق مثل هذه التقنيات على ممتص الصدمات الداخلي للخوذات أو عناصر دروع المشاة - وهذا يمكن أن يقلل من وزن معدات الحماية.

لإنشاء دروع خفيفة الوزن للجسم ، تقدم Ceradyne حشوات دروع مصنوعة من البورون المضغوط وكربيدات السيليكون التي يتم ضغط ألياف مادة مركبة عليها بطريقة خاصة. تقاوم هذه المادة الضربات المتعددة ، بينما تدمر مركبات السيراميك الصلب الرصاصة ، وتتبدد المواد المركبة وتثبط طاقتها الحركية ، مما يضمن السلامة الهيكلية لعنصر الدرع.

هناك تناظرية طبيعية لمواد الألياف التي يمكن استخدامها لإنشاء درع خفيف للغاية ومرن ومتين - الويب. على سبيل المثال ، تتمتع ألياف نسيج العنكبوت لعنكبوت داروين في مدغشقر (Caerostris darwini) بقوة تأثير تصل إلى 10 مرات أعلى من تلك الموجودة في خيوط كيفلر. لإنشاء ألياف صناعية مماثلة في خصائص مثل هذه الشبكة ، فإن فك شفرة جينوم حرير العنكبوت وإنشاء مركب عضوي خاص لتصنيع الخيوط شديدة التحمل سيسمح بذلك. ويبقى أن نأمل في أن توفر التكنولوجيا الحيوية ، التي ما فتئت تتطور بنشاط في السنوات الأخيرة ، مثل هذه الفرصة في يوم من الأيام.

درع للمركبات الأرضية

تستمر حماية المركبات المدرعة في الازدياد. يعد استخدام شاشة مضادة للتراكم من أكثر طرق الحماية شيوعًا وثباتًا ضد قاذفات القنابل المضادة للدبابات. تقدم شركة AmSafe Bridport الأمريكية نسختها الخاصة - شبكات Tarian مرنة وخفيفة الوزن تؤدي نفس الوظائف. بالإضافة إلى الوزن الخفيف وسهولة التركيب ، يتمتع هذا الحل بميزة أخرى: في حالة حدوث ضرر ، يمكن للطاقم استبدال الشبكة بسهولة ، دون الحاجة إلى اللحام وصياغة الأقفال في حالة فشل الشبكات المعدنية التقليدية. وقعت الشركة عقدًا لتزويد وزارة الدفاع البريطانية بعدة مئات من هذه الأنظمة في أجزاء الآن في أفغانستان. تعمل مجموعة Tarian QuickShield بطريقة مماثلة ، وهي مصممة لإصلاح الفجوات بسرعة وسد الثغرات الموجودة في شبكات الصلب التقليدية للدبابات وناقلات الجند المدرعة. يتم تسليم QuickShield في عبوة مفرغة من الهواء ، تشغل أقل حجم صالح للسكنى من المركبات المدرعة ، ويتم اختباره الآن أيضًا في "النقاط الساخنة".

يمكن تركيب الشاشات المضادة للتراكم AmSafe Bridport TARIAN وإصلاحها بسهولة

تقدم Ceradyne ، التي سبق ذكرها أعلاه ، مجموعات دروع معيارية DEFENDER و RAMTECH2 للمركبات ذات العجلات التكتيكية ، فضلاً عن الشاحنات. بالنسبة للمركبات المدرعة الخفيفة ، يتم استخدام الدروع المركبة لحماية الطاقم قدر الإمكان في ظل قيود شديدة على حجم ووزن لوحات الدروع. تعمل Ceradyne بشكل وثيق مع مصنعي الدروع لمنح مصممي الدروع الفرصة للاستفادة الكاملة من تصاميمهم. مثال على هذا التكامل العميق هو حاملة الجنود المدرعة BULL ، التي تم تطويرها بشكل مشترك من قبل Ceradyne و Ideal Innovations و Oshkosh كجزء من مناقصة MRAP II التي أعلن عنها سلاح مشاة البحرية الأمريكي في عام 2007. كان أحد شروطها حماية طاقم المدرعة السيارة من الانفجارات الموجهة التي اصبح استعمالها اكثر تواترا اثناء وجوده في العراق.

طورت الشركة الألمانية IBD Deisenroth Engineering ، المتخصصة في تطوير وتصنيع المعدات الدفاعية للمعدات العسكرية ، مفهوم Evolution Survivability للمركبات المدرعة المتوسطة ودبابات القتال الرئيسية. يستخدم المفهوم المتكامل أحدث التطورات في المواد النانوية المستخدمة في خط IBD PROTech لترقيات الحماية ويتم اختباره بالفعل. في مثال تحديث أنظمة الحماية في MBT Leopard 2 ، هذا تعزيز مضاد للألغام في قاع الخزان ، وألواح واقية جانبية لمواجهة الأجهزة المتفجرة المرتجلة والألغام على جانب الطريق ، وحماية سقف البرج من ذخيرة الانفجار الجوي ، وأنظمة الحماية النشطة التي تصيب الصواريخ الموجهة المضادة للدبابات عند الاقتراب ، وما إلى ذلك.

حاملة أفراد مصفحة BULL - مثال على التكامل العميق لتقنيات الحماية Ceradyne

تقدم شركة Rheinmetall ، وهي واحدة من أكبر الشركات المصنعة للأسلحة والمركبات المدرعة ، مجموعات ترقية الحماية البالستية الخاصة بها لمختلف المركبات من سلسلة VERHA - درع Rheinmetall متعدد الاستخدامات ، "Rheinmetall Universal Armor". نطاق تطبيقه واسع للغاية: من إدخالات الدروع في الملابس إلى حماية السفن الحربية. يتم استخدام أحدث سبائك السيراميك وألياف الأراميد والبولي إيثيلين عالي الوزن الجزيئي وما إلى ذلك.

درع متجانس.

في فجر ظهور المركبات المدرعة البرية ، كان النوع الرئيسي من الحماية عبارة عن صفائح فولاذية بسيطة. رفاقهم الأكبر سنا ، البوارج والقطارات المدرعة ، بحلول هذا الوقت ، تمكنوا من الحصول على دروع متينة ومتعددة الطبقات ، لكن هذه الأنواع من الدروع دخلت بناء الدبابات التسلسلية فقط بعد الحرب العالمية الثانية.

الدروع المتجانسة هي صفائح مدلفنة على الساخن أو هياكل مصبوبة ، يتم من خلالها تجميع الجسم المدرع بطريقة أو بأخرى. كانت المسامير هي أول طريقة للتجميع ، حيث كانت الأرخص والأسرع في ذلك الوقت. في وقت لاحق ، حلت الوصلات المثبتة بشكل كبير محل المسامير. بحلول منتصف الحرب العالمية الثانية ، أصبح اللحام بالقوس الكهربائي هو الطريقة الرئيسية لتوصيل لوحات الدروع. في البداية ، كان اللحام في الغالب لهب غازي يدوي ، لكن تطوير الهندسة الكهربائية وتطوير الإنتاج الضخم للأقطاب الكهربائية ذات الجودة العالية بما يكفي أدى إلى استخدام أوسع للحام القوس الكهربائي. منذ بداية الثلاثينيات من القرن الماضي ، بذلت محاولات لإدخال لحام القوس الكهربائي الأوتوماتيكي في الإنتاج الضخم. ولكن ، كان من الممكن تحقيق جودة مقبولة بتكلفة مقبولة فقط خلال الحرب العالمية الثانية في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية ، عندما بدأوا في استخدام دبابات T-34-76 ودبابات عائلة KV لأول مرة في العالم لحام القوس الآلي تحت طبقة من تدفق المسحوق.

على الرغم من اختراع اللحام بالقوس الكهربائي في نهاية القرن التاسع عشر بواسطة المهندس الروسي ن. Benardos ، حتى نهاية الحرب العالمية الثانية في مبنى الدبابات ، تم استخدام توصيل لوحات الدروع بالمسامير والمسامير إلى حد محدود. كان هذا نتيجة للمشاكل التي تنشأ عند لحام صفائح سميكة من الفولاذ الكربوني المتوسط ​​(0.25-0.45٪ C). لا يتم استخدام الفولاذ عالي الكربون عمليًا في بناء الخزانات حتى الآن.

أيضًا ، من الصعب تحقيق اللحامات عالية الجودة عند لحام الفولاذ المخلوط وغير النظيف. لتنقية الحبيبات الهيكلية للفولاذ والمنجنيز وعناصر السبائك الأخرى المضافة. كما أنها تزيد من صلابة الفولاذ ، وبالتالي تقلل من الضغوط المحلية في اللحام. يمكن أحيانًا استخدام تصلب صفائح الدروع ، ولكن يتم استخدام هذه الطريقة بشكل محدود للغاية ، نظرًا لأن لوحات الدروع المقواة مسبقًا تخلق مشاكل أكبر أثناء اللحام بسبب عدم تجانس مجال الضغط الداخلي. عادة ما يستخدم التطبيع الصلب أو التقسية المنخفضة لتخفيف الضغط. ولكن من أجل تحقيق زيادة كبيرة في الصلابة ، يجب أولاً تقوية الفولاذ ليصبح مارتينسيت أو تروستيت (أي تصلب عالي). دائمًا ما يكون التصلب العالي للأجزاء ذات الجدران السميكة ذات الشكل المعقد صعوبة كبيرة ، إذا كان هذا جزءًا من حجم هيكل الخزان ، فإن المهمة غير قابلة للحل عمليًا.

لزيادة مقاومة الدروع المتجانسة ، من المستحسن زيادة صلابة سطح صفائح الدروع ، وترك النوى والجانب المواجه للداخل لتكون لزجة ومرنة نسبيًا. تم تنفيذ هذا النهج لأول مرة على السفن الحديدية في أواخر القرن التاسع عشر. في المركبات المدرعة ، تم استخدام هذا الحل كثيرًا بالفعل.

تكمن مشكلة التدعيم في الحاجة إلى التعرض الطويل للجزء الموجود في مكربن ​​المسحوق (خليط يعتمد على فحم الكوك ، ونسبة قليلة من الجير ، وإضافة صغيرة من البوتاس) عند درجات حرارة تتراوح بين 500-800 * درجة مئوية. في هذه الحالة ، من الصعب تحقيق سمك موحد لطبقة الكربيد. بالإضافة إلى ذلك ، يصبح قلب الجزء الفولاذي حبيبات خشنة ، مما يقلل بشكل حاد من قوة إجهاده ويقلل إلى حد ما جميع معايير القوة.

طريقة أكثر تقدما هي النيترة. يعتبر تنفيذ النيترة أكثر صعوبة من الناحية الفنية ، ولكن بعد النيترة ، يخضع الجزء للتطبيع بالتلدين بالتبريد في الزيت. هذا يعوض إلى حد ما عن الزيادة في الحبيبات الهيكلية. لكن عمق الطبقة الآزوتية لا يتجاوز ملليمتر واحد مع زمن نيترة عشرات الساعات.

طريقة ممتازة هي زرقة. يتم تنفيذه بشكل أسرع ، والصلابة ليست أقل ، ودرجة حرارة التسخين صغيرة نسبيًا. لكن غمس ألواح الدروع (والأكثر من ذلك ، هيكل دبابة) في خليط منصهر من السيانيد ، بعبارة ملطفة ، ليس صديقًا للبيئة ، بل إنه متعة مشكوك فيها.

يمكن تحقيق خصائص حماية الدروع المثلى باستخدام بدن ملحوم مصنوع من الفولاذ الكربوني المتوسط ​​، ويمكن إغلاق الجزء العلوي من الهيكل بألواح ملحومة و / أو ملولبة من الفولاذ المقوى عالي القوة.

درع مركب.

المواد المركبة هي ، بشكل عام ، مواد تجمع بين مكونين أو أكثر بخصائص مختلفة جدًا. وتشمل هذه التركيبات المقواة ومتعددة الطبقات والمعبأة والتركيبات الأخرى (يمكن ترجمة "التركيب" ، بهذا المعنى ، تقريبًا إلى "خليط" أو "تركيبة").

تشمل الأمثلة الكلاسيكية للمواد المركبة ألواحًا بسيطة من الخرسانة المسلحة ، أو ، على سبيل المثال ، خليط من الكوبالت ومسحوق كربيد التنجستن المستخدم في إنتاج النطاقات الصلبة على أدوات عالية السرعة. في الوقت نفسه ، اكتسب مصطلح "المواد المركبة" المعنى الكلاسيكي والشعبية الأكبر فيما يتعلق بالتركيبات القائمة على مصفوفات البوليمر المقواة بواحد أو آخر من التعزيزات (الألياف ، المساحيق ، التجرافات ، اللباد (المنسوجات غير المنسوجة) ، المجوفة المجالات والأقمشة وما إلى ذلك).

فيما يتعلق بحماية الدروع ، فإن الدرع المركب عبارة عن درع يتضمن عناصر هيكلية مصنوعة من مواد ذات خصائص مختلفة جدًا. كما قلنا أعلاه ، من المستحسن جعل الألواح الخارجية صلبة قدر الإمكان ، وترك القاعدة الحاملة بآلية جيدة ولزوجة عالية.

لذلك ، يمكن أن يشتمل الدرع المركب على مجموعات مختلفة من المواد المطيلة والمرنة والمواد عالية الصلابة: فولاذ كربوني متوسط ​​+ سيراميك ، ألومنيوم + سيراميك ، سبيكة تيتانيوم + فولاذ أداة صلابة ، زجاج كوارتز + فولاذ مدرع ، ألياف زجاجية + سيراميك + فولاذ ، فولاذ + سيراميك UHMWPE + اكسيد الالمونيوم ، وغيرها الكثير. عادةً ما تكون اللوحة الخارجية مصنوعة من مادة ذات خصائص قوة متوسطة ، وهي تؤدي وظيفة شاشة مضادة للتراكم ، كما توفر الحماية للعناصر الصلبة الهشة من الشظايا والرصاص. يتم تنفيذ الطبقة السفلية كناقل ، والمواد المثلى لها هي الفولاذ المدرع و / أو سبائك الألومنيوم. إذا سمحت الأموال ، فإن سبائك التيتانيوم. لإيقاف أكثر الأسلحة المضادة للدبابات فاعلية ، يمكن استخدام بطانة ألياف عالية القوة بشكل إضافي (عادةً ما يتم استخدام الكيفلار ، ولكن في بعض الأحيان يتم استخدام النايلون ، واللافسان ، والنايلون ، و UHMWPE ، وما إلى ذلك). توقف البطانة الشظايا التي تحدث أثناء الاختراق غير الكامل للدروع ، وشظايا من نواة BOPS المنهارة ، وشظايا صغيرة من ثقب صغير بقذيفة تراكمية. بالإضافة إلى ذلك ، تزيد البطانة من العزل الحراري وعزل الصوت للآلة. البطانة لا تضيف الكثير من الوزن ، مما يؤثر على تكلفة المركبات المدرعة بشكل أكبر.

على عكس الدروع المتجانسة ، فإن أي درع مركب يعمل على التدمير. ببساطة ، يتم اختراق الشاشة العلوية بسهولة بواسطة أي سلاح مضاد للدبابات تقريبًا. تؤدي الألواح الصلبة وظيفتها في عملية التدمير الهش إلى حد ما ، ويوقف الجزء المحمل من الدرع التأثير المتناثر بالفعل للطائرة التراكمية أو شظايا قلب BOPS. البطانة تؤمن ضد أسلحة أقوى مضادة للدبابات ، لكن قدراتها محدودة للغاية.

عند تصميم درع مركب ، يتم أخذ ثلاثة عوامل مهمة أيضًا في الاعتبار: التكلفة والكثافة وإمكانية التشغيل الآلي للمادة. إن حجر العثرة في صناعة السيراميك هو قابليته للتشغيل الآلي. زجاج الكوارتز لديه أيضا قدرة ميكانيكية ضعيفة ، وتكلفة صلبة. يتميز الفولاذ وسبائك التنجستن بكثافة عالية. على الرغم من أن البوليمرات خفيفة للغاية ، إلا أنها عادة ما تكون باهظة الثمن وحساسة للحريق (بالإضافة إلى التسخين لفترات طويلة). سبائك الألومنيوم باهظة الثمن نسبيًا وذات صلابة منخفضة. لسوء الحظ ، لا توجد مادة مثالية. ولكن ، غالبًا ما تسمح لك مجموعات معينة من المواد المختلفة بحل مشكلة فنية على النحو الأمثل بتكلفة مقبولة.