زره سرامکی

تاریخچه

اثربخشی زره پوش سرامیک در طوفان صحرا نشان داده شد که در آن یک تانک چلنجر ارتش بریتانیا تنها به آتش تانک دشمن گریخته نشد. با این حال، یکی از آنها توسط آتش دوستانه در تاریخ ۲۵ مارس ۲۰۰۳ نابود شد و پس از آن که یک دوره HESH در انبار قوماندان منفجر شد و باعث شد قطعات زیادی از سرعت برای ورود به برجک [۱] زره Chobham نوع در حال حاضر در نسل سوم آن است و در تانک‌های مدرن غربی مانند چالشبرن ۲ بریتانیا و M1 ابرام آمریکایی استفاده می‌شود.
اولین نمونهٔ شناخته شده زره کامپوزیت توسط نیروی زمینی ایالات متحده آمریکا برای خودروهای آزمایشی تی-۹۵ ساخته شد. در این زره یک صفحه شیشه سیلیسی بین صفحات فولادی قرار می‌گرفت. البته تی-۹۵ هیچگاه به مرحله تولید و استفاده رسمی نرسید.
نخستین کاربرد عملی زره کامپوزیتی در شوروی رقم خورد. تانک تی-۶۴ از زرهی با نام ترکیب کا استفاده می‌کرد که در آن لایه‌های فایبرگلاس بین صفحه‌های فولادی قرار گرفته بود و از مکانیسم‌هایی استفاده شده بود تا زره در مقابل فشار حالت خمیده پیدا کند. در مدل‌های بعدی تی-۶۴ و تانک‌های جدیدتر روسی از عصاره کاربید بور نیز برای افزایش مقاومت بهره گرفته شد.
زره چوبام از معروفترین و رایجترین زره‌های کامپوزیت غربی است که در دهه ۱۹۷۰ در بریتانیا اختراع شد. در این زره لایه‌ای از سرامیک بین دو لایه زره فولادی ساندویچ شده بود که این شیوه موجب افزایش قابل توجهی در مقاومت زره در مقابل مهمات ضدتانک شدیدالانفجار حتی در مقایسه با زره‌های کامپوزیتی دیگر شد. زره چوبام به قدری کارآمد بود که آمریکایی‌ها به سرعت آن را در تانک ام۱ آبرامز خود به کار گرفتند.

مکانیزم

مواد سرامیکی سخت با تخریب آن به قطعه، از بین بردن پرتابه انرژی جنبشی، توانایی نفوذ پرتابه را کاهش می‌دهند. در مورد دورهای HEAT، قطعات سرامیکی آسیب دیده، هندسه جت فلزی تولید شده توسط شارژ شکل را از بین می‌برند، که عمدتاً نفوذ را کاهش می‌دهد. مواد سرامیکی به علت ویژگی شکنندگی آنها به عنوان تنها عامل برای استفاده از زره پوش نمی‌تواند به دلیل اثر انقباضی آنها باشد؛ بنابراین، به منظور جلوگیری از آسیب رساندن قطعات سرامیکی و پرتابه از آسیب رساندن به سیستم محافظت شده، مواد سرامیکی همیشه باید توسط یک پوشش ورقه ای با مواد کامپوزیتی فلزی یا پلیمری پشتیبانی شود. یکی دیگر از مزیت استفاده از مواد پایه این است که بهبود عملکرد بالتیک سرامیک را با جلوگیری از نارسایی زودرس آن.

کاربرد صفحات زره پوش سرامیکی

صفحات سرامیک (همچنین به عنوان صفحات تراوا شناخته می‌شوند) معمولاً به عنوان درج در جلیقه‌های بالستیک نرم استفاده می‌شود. اکثر صفحات سرامیکی مورد استفاده در زره بدن، محافظت از نوع مؤسسه ملی حقوقی III را ارائه می‌دهند که به آنها اجازه می‌دهد گلوله‌های تفنگ را متوقف کنند. صفحات سرامیک یک نوع زره کامپوزیت هستند. صفحات درج نیز ممکن است از فولاد یا پلی اتیلن با وزن مولکولی بسیار بالا تولید شوند.
یک ورقه سرامیکی معمولاً به لایه بیرونی یک جلیقه زره پوش نرم‌افزاری ختم می‌شود. ممکن است دو صفحه وجود داشته باشد، یکی در جلوی و دیگری در پشت، یا یک ورق جهانی در جلو یا عقب. برخی از جلیقه‌ها اجازه استفاده از صفحات کوچک را در طرف برای حفاظت اضافی.
صفحات سرامیکی که توسط ارتش ایالات متحده صادر می‌شوند، نامیده می‌شوند (ESAPI).
وزن تقریبی یک بشقاب NIJ Type III 4 تا ۸ پوند (۶/۱ تا ۳/۶ کیلوگرم) برای اندازه معمول ۱۰ "به ۱۲" است. دیگر انواع صفحات وجود دارد که در اندازه‌های مختلف می‌آیند و سطح حفاظت مختلفی را ارائه می‌دهند. به عنوان مثال، MC-Plate (صفحه پوشش حداکثر) ۱۹٪ پوشش بیشتر نسبت به یک صفحه استاندارد سرامیکی ارائه می‌دهد.
مواد سرامیکی، پردازش مواد و پیشرفت در مکانیک نفوذ سرامیک، حوزه‌های قابل توجهی از فعالیت‌های علمی و صنعتی است. این زمینه ترکیبی تحقیق در مورد زره پوش سرامیک گسترده‌است و شاید توسط انجمن سرامیک آمریکایی بهترین خلاصه شود. ACerS یک کنفرانس سالانه زره برای چندین سال اجرا کرده و پرونده ۲۰۰۴–۲۰۰۷ را تشکیل داده‌است. [۲] منطقه ای از فعالیت‌های ویژه مربوط به جلیقه استفاده روزافزون از اجزای سرامیکی کوچک است. صفحات سرامیکی اندازه لولهای بزرگ برای ساختن پیچیده و در معرض ترک خوردن در استفاده هستند. صفحات یکپارچه نیز به علت ناخالصی ناشی از شکست بزرگ خود، ظرفیت چندین ضربه را محدود می‌کنند. این انگیزه‌ها برای انواع جدید زره پوش است. این طرح‌های جدید از آرایه‌های دو و سه بعدی از اجزای سرامیکی استفاده می‌کنند که می‌توانند سفت، انعطاف‌پذیر یا نیمه انعطاف‌پذیر باشند. زره بدن اژدها یکی از این سیستم‌ها است، اگر چه آزمایش‌های متعدد انجام شده توسط ارتش ایالات متحده انجام نشده و رد شده‌است. تحولات اروپا در عرصه‌های کروی و شش ضلعی منجر به تولید محصولاتی شده‌است که دارای عملکرد چندگانه و چند ضلعی هستند. [۳] ساخت سیستم‌های آرایه ای با انعطاف‌پذیری، عملکرد بالستیک پایدار در لبه‌های عناصر سرامیکی، یک منطقه فعال تحقیقاتی است. علاوه بر این، آرایه‌های فناوری پردازش پیشرفته سرامیک نیازمند روش‌های مونتاژ چسب است. یکی از رویکردهای جدید استفاده از اتصالات قلاب و حلقه برای جمع‌آوری آرایه‌های سرامیک است. [۴]