Метални пени | Истражување и развој на системи за балистичка заштита за апликации за модерно војување

Што е балистички материјал? Каде се користи?
Најчестиот тврд оклоп ќе користи керамички плочи како прегради, но керамиката се распаѓа при удар и ја губи својата енергија за одржлива борба. Повеќето оклопи од метални плочи го имаат истиот проблем со лупење куршуми при удар. Овие фрагменти може да предизвикаат повреда на носителот на оклопот. Оние кои носат секундарни оклопи на нивните лица може да бидат многу непријатни и да додадат цена на поединецот, компанијата или владата. Развојот на лесни борбени технологии како што се авиони и амфибиски возила, како и потребата за зголемување на мобилноста на копнените сили, бараат балистички материјали кои продолжуваат да ја намалуваат тежината на оклопот додека ги подобруваат балистичките перформанси.
Балистичките штитови се достапни во различни видови и оценки. Овие материјали се користат за заштита на стакло, оклоп на возила, оклоп и штитови. Ламинираните пластични листови нудат широк опсег на заштита, од сертифицирано запечатено стакло до терциерни балистички материјали. Балистичките материјали се обично крути, но можат да бидат и меки. Тие можат да бидат сложени, како што се кевлар, UHMWPE, Lexan или композити од јаглеродни влакна, или едноставни, како на пр.алуминиум, челик, титаниум или други легури.
Со напредокот на технологијата, балистичките панцири радикално се променија. Пазарот за долни кошули отпорни на куршуми е сведок на револуција која е побезбедна и полесна. Ова отвори ново бојно поле за технологијата на композитна метална пена (CMF), со што ја извади од областа на медицинските процедури, почнувајќи од браниците на автомобилот до замените на колената.
За ова се одговорни единечни или композитни пени метали - тоа се структурни пени во форма на шупливи метални сфери, кои се вградени во балистички уреди како материјал на јадрото, но и како посредници во сложени примени како што се оклопниот челик, керамиката и лесонит. Пената не само што го запира ударот со голема брзина на куршумите и школките, туку и целосно ги дроби. Дури и куршумите кои пробиваат оклоп, специјално дизајнирани да го кинат оклопот, не можат да навлезат во нив.
За воинот, пена метал во употреба на лична заштитна опрема вклучува:

• Панцири за општа намена
• Активни флотациски елеци отпорни на куршуми
• Пасивни лебдечки елеци отпорни на куршуми
• Тактички балистички шлемови
• Балистички оклопи за заштита на рамениците и страните
• Со заштита на визирот и 'рбетот
• Балистички штитови

За тешки оклопни инструменти, како и опрема за преживување, пена метал се користи за различни апликации, вклучувајќи:

• Изработка на композитен оклоп
• Изработка на основни таблички отпорни на мини за возила
• Изработка на воени пад кутии

Што е пена метал? Што е пена метал и кои се неговите неверојатни својства?
Пена метал е порозен метален материјал кој формира тродимензионална мрежеста структура во метална матрица. Бидејќи има многу пори вометална пена, големината, бројот, униформноста, поврзаноста и запечатувањето на порите влијаат на неговите својства. Параметрите кои се тесно поврзани со својствата на пена металите вклучуваат големина на пора, вкупна порозност, ефективна порозност, густина и специфична површина.
Пена метал, како нов вид на материјал со метални својства и некои посебни физички својства на неметални материјали, добива се повеќе внимание. Главните својства на пена метал се како што следува:

• Ултра лесен материјал (75-95% од волуменот се состои од празен простор)
• Многу висока порозност
• Висока цврстина на притисок во комбинација со добри својства за апсорпција на енергија
• Ниска топлинска спроводливост
• Висока јачина

Принцип на апсорпција на енергија на удар на пена метали
Покрај тоа што се користи комерцијално за филтрација, намалување на бучавата, изолација и носачи на катализатори,метални пенисе силен кандидат за примена во композитни оклопни системи во областа на апсорпција на енергија.
Како уред за балистичка заштита, пена метал е лесен, пенлив материјал со висока цврстина, произведен со помош на шупливи метални сфери вградени во цврста метална матрица. Овој материјал покажа одлични механички својства во споредба со кој било друг метален материјал. Овие супериорни квалитети на пена металот брзо ја заробуваат енергијата при удари со висока балистичка брзина во споредба со квази-статичкото оптоварување.
Комерцијално достапните амортизери на енергија, кои вообичаено ја апсорбираат кинетичката механичка енергија со компресирање или отклонување на релативно константен стрес на долго растојание, функционираат слично како пружините, но тие се враќаат назад, што ги прави уреди за складирање енергија наместо апсорбери на енергија.
Порозната структура на металните пени им дава единствена крива напрегање-деформација; штом применетиот напон ќе го надмине платото на истиснување, пената ќе почне да се компресира со прилично постојан напон до околу 50-70% напрегање. Продолжувањето на кривата напрегање/напрегање го дефинира однесувањето на идеалниот апсорбер на енергија.

Како функционира пена металот на панцирот?
Докажано е дека пена метал ги заробува фрагментите од куршуми и ве штити од секакви секундарни оштетувања. Повеќето воени оклопи користат материјал сличен на кевлар како заден слој, кој обично е оценет III-A и сам ќе ги запре пукањата со пиштоли. Мекиот оклоп ги запира куршумите со трошење енергија, а бидејќи повеќето куршуми од пиштоли не се толку остри како куршумите од пушка, само треба да ги забавите за да не навлезат во вашата кожа. Металниот слој од пена е амортизерот на панцирот за куршуми со поголема енергија за кои е потребен тврд оклоп за да запре. Проширената структура наметална пенаја пренесува енергијата од судир многу помалку ефикасно од цврстите компоненти. Во областа на ударот, пената лесно се усогласува со предметот што удира. Оваа пластична деформација локално ја апсорбира механичката енергија. Во секој случај, многу малку од енергијата на судирот се апсорбира од цврстото тело. Некои луѓе исто така избираат да додадат трет слој зад мекиот оклоп, кој се нарекува траума рампа. Ова е подлога составена од слоеви на не-Њутнова течност и баласт. Тоа дополнително го ублажува влијанието на ударот на куршумот врз носителот.