Serbest parçacık içeren modüler zırh sistemi tasarımının balistik performansa etkisi
The effect of modular armor system design containing free particles on ballistic performance
Yazar: ABDULLAH MAHİR IŞIK
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ EMRE AYTAV
Milli Savunma Üniversitesi / Alparslan Savunma Bilimleri Enstitüsü / Harp Silah ve Araçları Anabilim Dalı / Silah Sistemleri Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences ; Savunma ve Savunma Teknolojileri = Defense and Defense Technologies
Dizin: Alümina = Alumina ; Balistik = Ballistics ; Bilye sistemi = Ball system ; Tasarım = Design ; Zırh = Armour

Özet:
Bu çalışmada serbest parçacıklı modüler zırh sistemi tasarımının balistik performansa etkisi incelenmiştir. Çalışma kapsamında 9 mm mermi ile yapılan atışlarda, zırh sisteminin arkasına koyulan balistik kil üzerinde oluşan çöküntü derinlikleri bakılarak arka arkaya yapılan çoklu atışlardaki performans değerlendirmesi yapılmış, ayrıca merminin ön plakadan giriş ve arka plakadan çıkış konumlarına bakılarak sapma miktarları ölçülmüştür. NIJ-0101.04 standardınının II. koruma seviyesi baz alınarak yapılan atışlarda zırh sistemi içerisinde 10 mm çapında alümina seramik bilyeler kullanılmış ve zırh kalınlığı sırası ile 9 cm, 7 cm ve 4 cm olarak ayarlanmıştır. Balistik kil üzerinden alınan veriler neticesinde tam olarak aynı noktadan yapılan atışlardaki enerji sönümlenmesine ve sapma miktarına bakılmış, aynı zırh sistemi üzerinde farklı noktalara gelecek atışlarda sistemin vereceği tepkiler incelenmiştir. Bununla beraber sisteme isabet edecek mermilerden daha küçük çaplı bilyeler kullanılması durumunda ön kapakta oluşacak deformasyon üzerinden zırh sistemi dışına bilye akışı olup olmayacağı da incelenmiştir. Deneysel sonuçlar, zırh sistemi içerisinde bulunan bilyelerin düzensizliğinin artmasıyla beraber gelen mermilerin de zırh sisteminden çıkış yolunda sapma miktarının artacağını göstermiştir. Zırh sistemine tam olarak aynı noktalardan gelen atışlarda balistik performans düşse bile farklı noktalara gelen isabetlerde balistik performansın stabil kaldığı görülmüştür. Ön ve arka kapakta sünek malzeme kullanılmasıyla, seramik bilyelerden herhangi bir akmanın yaşanmayacağı gözlenmiştir. Ayrıca çalışma kapsamında katmanlı kompozit zırhlar örnek alınarak yeni bir konsept geliştirilmiş, bu yeni konseptin balistik performasnı hakkında yorumlarda bulunulmuştur. 

Anahtar Kelimeler: Balistik, Zırh Sistemleri, Serbest Parçacıklı Zırh Sistemi, Alümina, NIJ, Seramik Bilye

Abstract:
In this study, the effect of free particle modular armor system design on ballistic performance was investigated. Within the scope of the study, the performance evaluation in multiple shots fired in a row was made by looking at the depth of depression formed on the ballistic clay placed behind the armor system in the 9 mm bullet shots and the deviation amounts were measured by looking at the entry positions of the bullet from the front plate and exit from the rear plate. Alumina ceramic balls with a diameter of 10 mm were used in the armor system in the shots which are made based on the protection level II of the NIJ-0101.04 standards, and the armor thickness was adjusted as 9 cm, 7 cm and 4 cm, respectively. As a result of the data obtained from the ballistic clay, the energy absorption and the amount of deviation in the shots fired from exactly the same point were examined, and the reactions of the system in the shots to be made at different points on the same armor system were examined. In addition, it has also been investigated whether balls with a smaller diameter than the bullets that will hit the system are used, whether there will be a ball flow out of the armor system through the deformation that will occur on the front cover. Experimental results have shown that with the increase of irregularity of the balls in the armor system, the amount of deviation of the incoming projectiles will increase on the way out of the armor system. It has been observed that the ballistic performance remains stable in hits from different points, even if the ballistic performance drops in the shots coming from exactly the same points to the armor system. It has been observed that no leakage will occur from the ceramic balls by using ductile material on the front and back covers. In addition, within the scope of the study, a new concept was developed by taking the layered composite armors as an example, and comments were made about the ballistic performance of this new concept.  

Key Words: Ballistic, Armor Systems, Free Particle Armor System, Alumina, NIJ, Ceramic Ball Science Code