כיצד לבחור צלחת חסינת כדורים

השימוש בלוחות קרמיים מתחיל ב-1918, לאחר תום מלחמת העולם הראשונה, כאשר קולונל ניואל מונרו הופקינס גילה שציפוי שריון פלדה בזיגוג קרמי ישפר מאוד את ההגנה שלו.

למרות שתכונותיהם של חומרים קרמיים התגלו מוקדם, לא עבר זמן רב עד שהם שימשו למטרות צבאיות.

המדינות הראשונות שהשתמשו באופן נרחב בשריון קרמי היו ברית המועצות לשעבר, וצבא ארה"ב השתמש בו רבות במהלך מלחמת וייטנאם, אך שריון קרמי הופיע כציוד מגן אישי רק בשנים האחרונות עקב עלויות מוקדמות ובעיות טכניות.

למעשה, קרמיקה אלומינה שימשה בשריון גוף בבריטניה בשנת 1980, וצבא ארה"ב ייצר המוני את ה-SAPI הראשון באמת "פלאג-אין" בשנות ה-90, שהיה ציוד מגן מהפכני באותה תקופה.תקן ההגנה שלו NIJIII יכול ליירט את רוב הכדורים שיכולים לאיים על חיל הרגלים, אבל הצבא האמריקאי עדיין לא היה מרוצה מכך.ESAPI נולד.

ESAPI

בזמנו, ההגנה של ESAPI לא הייתה פריצה גדולה מדי, ורמת ההגנה של NIJIV הביאה אותו לבלוט והצילה את חייהם של אינספור חיילים.איך זה עושה את זה כנראה לא הרבה תשומת לב.

כדי להבין איך ESAPI עובד, עלינו להבין תחילה את המבנה שלו.רוב השריון הקרמי המרוכב הוא מטרה קרמית מבנית + מטרה אחורית מתכת/לא מתכת, וגם הצבא האמריקאי ESAPI משתמש במבנה זה.

במקום להשתמש בקרמיקת סיליקון קרביד שעובדת ו"חסכונית", צבא ארה"ב השתמש בקרמיקת בורון קרביד היקרה יותר עבור ESAPI.במטוס האחורי השתמש צבא ארה"ב ב-UHMW-PE, שגם אז היה יקר מאוד.המחיר של UHMW-PE המוקדם אפילו עלה על זה של קרביד BORON.

הערה: בגלל האצווה והתהליך השונות, קוולר עשוי לשמש גם כצלחת גיבוי על ידי הצבא האמריקאי.

סוגי קרמיקה חסינת כדורים:

קרמיקה חסינת כדורים, הידועה גם בשם קרמיקה מבנית, בעלת קשיות גבוהה, מאפיינים גבוהים, המשמשת בדרך כלל לשחיקת מתכת, כגון שחיקה של כדורי קרמיקה, ראש כלי כרסום קרמי...בשריון מורכב, קרמיקה ממלאת לעתים קרובות את התפקיד של "הרס ראש נפץ".ישנם סוגים רבים של קרמיקה בשריון גוף, הנפוץ ביותר הוא קרמיקת אלומינה (AI²O³), קרמיקה סיליקון קרביד (SiC), קרמיקה בורון קרביד (B4C).

המאפיינים שלהם הם:

קרמיקת אלומינה היא בעלת הצפיפות הגבוהה ביותר, אך הקשיות נמוכה יחסית, סף העיבוד נמוך יותר, המחיר זול יותר.לתעשייה יש טוהר שונה מחולק ל-85/90/95/99 קרמיקה אלומינה, התווית שלה היא טוהר גבוה יותר, קשיות ומחיר גבוהים יותר

צפיפות הסיליקון קרביד בינונית, אותה קשיות מתונה יחסית, שייכת למבנה של קרמיקה חסכונית, ולכן רוב התוספות לשריון הבית ישתמשו בקרמיקה של סיליקון קרביד.

קרמיקה בורון קרביד בסוגים אלה של קרמיקה בצפיפות הנמוכה ביותר, החוזק הגבוה ביותר, וטכנולוגיית העיבוד שלה היא גם דרישות גבוהות מאוד, טמפרטורה גבוהה ולחץ גבוה סינטר, ולכן המחיר שלה הוא גם הקרמיקה היקרה ביותר.

ניקח לדוגמא צלחת NIJ בדרגה ⅲ, למרות שהמשקל של לוחית הכנסה קרמית מאלומינה הוא 200 גרם ~ 300 גרם יותר מלוחית הוספת קרמי סיליקון קרביד, ו-400 גרם ~ 500 גרם יותר מלוחית הכנסה קרמית בורון קרביד.אבל המחיר הוא 1/2 של לוחית הכנסה קרמית סיליקון קרביד ו-1/6 של לוחית הכנסה קרמית בורון קרביד, כך שלצלחת ההכנסה הקרמית מאלומינה יש את הביצועים הגבוהים ביותר ושייכת למוצרים המובילים בשוק

בהשוואה ללוח חסין כדורים מתכת, ללוח חסין כדורים מרוכב/קרמי יש יתרון בלתי עביר!

קודם כל, שריון המתכת פוגע בשריון המתכת ההומוגנית על ידי הקליע.סמוך למהירות החדירה המגבילה, מצב הכשל של לוחית המטרה הוא בעיקר מכתשי דחיסה ושבלולי גזירה, וצריכת האנרגיה הקינטית תלויה בעיקר בעבודת הגזירה הנגרמת על ידי עיוות פלסטי ושבלולים.

יעילות צריכת האנרגיה של שריון מרוכב קרמי גבוהה יותר מזו של שריון מתכת הומוגנית.

התגובה של מטרה קרמית מחולקת לחמישה תהליכים

1: גג הקליע נשבר לחתיכות קטנות, וריסוק ראש הנפץ מגדיל את אזור פעולת המטרה, כדי לפזר את העומס על לוח הקרמיקה.

2: סדקים מופיעים על פני הקרמיקה באזור הפגיעה, ומתרחבים החוצה מאזור הפגיעה.

3: שדה הכוח עם חזית גל הדחיסה של אזור הפגיעה לתוך החלק הפנימי של הקרמיקה, כך שהקרמיקה נשברה, האבקה שנוצרה מאזור הפגיעה סביב הקליע עפה החוצה.

4: סדקים בחלק האחורי של הקרמיקה, בנוסף לכמה סדקים רדיאליים, סדקים מפוזרים לתוך חרוט, יתרחש נזק בקונוס.

5: הקרמיקה שבחרוט נשברת לשברים בתנאי לחץ מורכבים, כאשר הקליע פוגע במשטח הקרמי, רוב האנרגיה הקינטית נצרכת בהרס השטח התחתון העגול של החרוט, קוטרו תלוי בתכונות המכניות ובמידות הגיאומטריות של הקליע והחומר הקרמי.

האמור לעיל הוא רק מאפייני התגובה של שריון קרמי בקליעים במהירות נמוכה/בינונית.כלומר, מאפייני התגובה של מהירות הקליע ≤V50.כאשר מהירות הקליע גבוהה מ-V50, הקליע והקרמיקה שוחקים זה את זה, ויוצרים אזור ריסוק מסקל שבו הן שריון וגוף הקליע מופיעים כנוזלים.

ההשפעה שמתקבלת במטוס האחורי היא מורכבת מאוד, והתהליך הוא תלת מימדי באופיו, עם אינטראקציות בין שכבות בודדות ולרוחב שכבות הסיבים הסמוכות הללו.

במילים פשוטות, גל המאמץ מגל הבד אל מטריצת השרף ולאחר מכן אל השכבה הסמוכה, תגובת גלי המתח לצומת הסיבים, וכתוצאה מכך פיזור אנרגיית ההשפעה, התפשטות גלים במטריצת השרף, הפרדה של שכבת הבד והנדידה של שכבת הבד מגבירה את יכולתו של הקומפוזיט לספוג אנרגיה קינטית.הנדידה הנגרמת על ידי תנועה והתפשטות הסדקים והפרדה של שכבות בד בודדות יכולה לספוג כמות גדולה של אנרגיית השפעה.

עבור ניסוי הדמיית התנגדות חדירה של שריון קרמי מרוכב, ניסוי הסימולציה מאומץ בדרך כלל במעבדה, כלומר, אקדח הגז משמש לביצוע ניסוי החדירה.

מדוע ללינרי ארמור היה יתרון מחיר כיצרנית של אינסרטים חסיני כדורים בשנים האחרונות?ישנם שני גורמים עיקריים:

(1) עקב צרכים הנדסיים, יש ביקוש רב לקרמיקה מבנית, ולכן המחיר של קרמיקה מבנית נמוך מאוד [חלוקת עלויות].

(2) כיצרן חומרי גלם ומוצרים מוגמרים מעובדים במפעלים שלנו, כך שנוכל לספק את המוצרים האיכותיים ביותר ואת המחירים הידידותיים ביותר לחנויות חסינות כדורים ולאנשים פרטיים.