Metalo putos | Balistinės apsaugos sistemų, skirtų šiuolaikiniams kariniams tikslams, tyrimai ir plėtra

Kas yra balistinė medžiaga? Kur jis naudojamas?
Dažniausiuose kietuose šarvuose kaip pertvaros bus naudojamos keraminės plokštės, tačiau smūgio metu keramika dūžta ir praranda energiją ilgalaikei kovai. Dauguma metalinių plokščių šarvų turi tą pačią problemą, kai smūgio metu kulkos pleiskanoja. Šios skeveldros gali sužaloti šarvų naudotoją. Dėvintys antrinius šarvų pleistrus ant veido gali būti labai nepatogūs ir sukelti papildomų išlaidų asmeniui, įmonei ar vyriausybei. Dėl lengvų kovos technologijų, tokių kaip orlaiviai ir amfibijos, plėtra, taip pat poreikis didinti sausumos pajėgų mobilumą, reikalauja balistinių medžiagų, kurios ir toliau mažina šarvų svorį ir gerina balistines savybes.
Balistiniai skydai yra įvairių tipų ir klasių. Šios medžiagos naudojamos stiklui, transporto priemonių šarvams, kūno šarvams ir skydams apsaugoti. Laminuoto plastiko lakštai siūlo platų apsaugos spektrą – nuo ​​sertifikuoto sandaraus stiklo iki tretinių balistinių medžiagų. Balistinės medžiagos paprastai yra standžios, bet gali būti ir minkštos. Jie gali būti sudėtingi, tokie kaip kevlaras, UHMWPE, Lexan arba anglies pluošto kompozitai, arba paprasti, pvz.aliuminio, plieno, titano ar kitų lydinių.
Tobulėjant technologijoms, balistiniai šarvai kardinaliai pasikeitė. Neperšaunamų apatinių marškinėlių rinkoje vyksta revoliucija, kuri yra saugesnė ir lengvesnė. Tai atvėrė naują kovos lauką dėl kompozitinio metalo putplasčio (CMF) technologijos, pašalindama ją iš medicininių procedūrų, pradedant automobilių buferiais ir baigiant kelių protezais.
Už tai atsakingi pavieniai arba sudėtiniai putplasčio metalai – tai tuščiavidurių metalinių sferų pavidalo struktūrinės putos, kurios įterpiamos į balistinius įrenginius kaip pagrindinė medžiaga, taip pat kaip tarpiniai produktai sudėtingose ​​srityse, tokiose kaip šarvai, keramika ir medienos plaušų plokštės. Putos ne tik sustabdo didelio greičio kulkų ir sviedinių smūgį, bet ir visiškai juos sutraiško. Net šarvus pradurtos kulkos, specialiai sukurtos perplėšti šarvus, negali į jas prasiskverbti.
Kariui putplasčio metalas asmeninėse apsaugos priemonėse naudojamas:

• Bendros paskirties neperšaunamos liemenės
• Aktyvios plūduriuojančios neperšaunamos liemenės
• Pasyvios plūduriuojančios neperšaunamos liemenės
• Taktiniai balistiniai šalmai
• Balistiniai pečių ir šoninių apsaugos šarvų komplektai
• Su skydeliu ir stuburo apsauga
• Balistiniai skydai

Sunkiesiems šarvuotiems instrumentams ir išgyvenimo įrangai putplasčio metalas naudojamas įvairiems tikslams, įskaitant:

• Sudėtinių šarvų gamyba
• Nuo minų atsparių pagrindo plokščių gamyba transporto priemonėms
• Karinių dėžių gamyba

Kas yra putplasčio metalas? Kas yra putplastis ir kokios jo neįtikėtinos savybės?
Putplastis yra porėta metalinė medžiaga, kuri metalinėje matricoje sudaro trimatę tinklelio struktūrą. Kadangi yra daug porųmetalo putplastis, porų dydis, skaičius, vienodumas, jungiamumas ir sandarumas turi įtakos jo savybėms. Parametrai, glaudžiai susiję su putplasčio metalų savybėmis, apima porų dydį, bendrą poringumą, efektyvų poringumą, tankį ir specifinį paviršiaus plotą.
Putplastis metalas, kaip naujos rūšies medžiaga, pasižyminti ir metalinėmis savybėmis, ir tam tikromis ypatingomis nemetalinėms medžiagoms būdingomis fizinėmis savybėmis, sulaukia vis daugiau dėmesio. Pagrindinės putplasčio metalo savybės yra šios:

• Itin lengva medžiaga (75-95% tūrio sudaro tuščia erdvė)
• Labai didelis poringumas
• Didelis gniuždymo stiprumas kartu su geromis energijos sugėrimo savybėmis
• Žemas šilumos laidumas
• Didelis stiprumas

Putplasčio metalų smūgio energijos sugerties principas
Be komercinio naudojimo filtravimui, triukšmo mažinimui, izoliacijai ir katalizatoriaus laikikliui,metalo putosyra stiprus kandidatas naudoti kompozitinėse šarvų sistemose energijos sugerties srityje.
Kaip balistinės apsaugos įtaisas, putplastis yra lengva, didelio stiprumo putplasčio medžiaga, pagaminta naudojant tuščiavidurius metalinius rutulius, įterptus į tvirtą metalinę matricą. Ši medžiaga pasižymi puikiomis mechaninėmis savybėmis, palyginti su kitomis metalinėmis medžiagomis. Šios puikios putų metalo savybės greitai sulaiko energiją esant dideliam balistiniam greičiui, palyginti su kvazistatine apkrova.
Prekyboje parduodami energijos sugėrikliai, kurie paprastai sugeria kinetinę mechaninę energiją, suspausdami arba nukreipdami ją esant santykinai pastoviam įtempimui per ilgą atstumą, veikia šiek tiek panašiai kaip spyruoklės, tačiau jie atsimuša, todėl jie yra energijos kaupikliai, o ne energijos absorberiai.
Porėta metalinių putų struktūra suteikia jiems unikalią įtempių ir deformacijų kreivę; kai taikomas įtempis viršija ekstruzijos plokščiakalnį, putos pradės spausti esant gana pastoviam įtempimui iki maždaug 50-70 % deformacijos. Įtempių / deformacijų kreivės išplėtimas apibrėžia idealaus energijos absorberio elgesį.

Kaip putplasčio metalas veikia ant kūno šarvų?
Įrodyta, kad putplastis sulaiko kulkų skeveldras ir apsaugo jus nuo bet kokios antrinės žalos. Dauguma karinių šarvų naudoja kevlarą panašią medžiagą kaip užpakalinį sluoksnį, kuris paprastai yra įvertintas III-A ir pats sustabdo šautuvus. Minkšti šarvai stabdo kulkas, išsklaidydami energiją, o kadangi dauguma pistoletų kulkų nėra tokios aštrios kaip šautuvų kulkos, tereikia jas sulėtinti, kad jos neprasiskverbtų per odą. Putplasčio metalo sluoksnis yra kūno šarvų amortizatorius, skirtas didesnės energijos kulkoms, kurioms sustabdyti reikia kietų šarvų. Besiplečianti struktūrametalo putplastissusidūrimo energiją perduoda daug mažiau efektyviai nei kietieji komponentai. Smūgio zonoje putos lengvai prisitaiko prie smūgiuojančio objekto. Ši plastinė deformacija lokaliai sugeria mechaninę energiją. Bet kuriuo atveju kieta medžiaga sugeria labai mažai susidūrimo energijos. Kai kurie žmonės taip pat nusprendžia už minkštų šarvų pridėti trečią sluoksnį, kuris vadinamas trauminiu įklotu. Tai pagalvėlė, sudaryta iš ne Niutono skysčio sluoksnių ir paminkštinimo. Tai dar labiau sumažina kulkos poveikį naudotojui.