Shkuma metalike | Kërkimi dhe zhvillimi i sistemeve të mbrojtjes balistike për aplikime luftarake moderne

Çfarë është materiali balistik? Ku përdoret?
Armatura e fortë më e zakonshme do të përdorë pllaka qeramike si pengesa, por qeramika thyhet në goditje dhe humbet energjinë e saj për luftime të qëndrueshme. Shumica e armaturës së pllakave metalike kanë të njëjtin problem të plumbave që shkërmoqen gjatë goditjes. Këto fragmente mund të shkaktojnë lëndim tek mbajtësi i armaturës. Përdoruesit që aplikojnë arna të blinduara dytësore në fytyrat e tyre mund të jenë shumë të pakëndshëm dhe të shtojnë kosto për individin, kompaninë ose qeverinë. Zhvillimi i teknologjive të lehta luftarake si avionët dhe mjetet amfibe, si dhe nevoja për të rritur lëvizshmërinë e forcave tokësore, kërkojnë materiale balistike që vazhdojnë të ulin peshën e armaturës duke përmirësuar performancën balistike.
Mburojat balistike janë të disponueshme në lloje dhe lloje të ndryshme. Këto materiale përdoren për të mbrojtur xhamin, forca të blinduara të automjeteve, forca të blinduara të trupit dhe mburojat. Fletët plastike të laminuara ofrojnë një gamë të gjerë mbrojtjeje, nga xhami i çertifikuar i mbyllur deri te materialet balistike terciare. Materialet balistike janë zakonisht të ngurtë, por gjithashtu mund të jenë të butë. Ato mund të jenë komplekse, si p.sh. Kevlar, UHMWPE, Lexan ose kompozita me fibra karboni, ose të thjeshta, si p.sh.alumini, çeliku, titan ose lidhje të tjera.
Me avancimin e teknologjisë, forca të blinduara balistike kanë ndryshuar rrënjësisht. Tregu i këmishave të brendshme antiplumb po përjeton një revolucion që është më i sigurt dhe më i lehtë. Kjo ka hapur një fushë beteje të re për teknologjinë e shkumës metalike të përbërë (CMF), duke e nxjerrë atë jashtë sferës së procedurave mjekësore duke filluar nga parakolpët e makinave deri tek zëvendësimet e gjurit.
Për këtë janë përgjegjës metalet e vetme ose të përbëra me shkumë - këto janë shkume strukturore në formën e sferave metalike të zbrazëta, të cilat janë të ngulitura në pajisjet balistike si material bazë, por edhe si ndërmjetës në aplikime komplekse si çeliku i blinduar, qeramika dhe fibrat. Shkuma jo vetëm që ndalon goditjen me shpejtësi të lartë të plumbave dhe predhave, por gjithashtu i shtyp plotësisht ato. Edhe plumbat që shpojnë forca të blinduara, të krijuara posaçërisht për të çarë armaturën, nuk mund t'i depërtojnë ato.
Për luftëtarin, metali i shkumëzuar në përdorimet e pajisjeve mbrojtëse personale përfshijnë:

• Jelekë antiplumb për përdorim të përgjithshëm
• Jelekë antiplumb me flotacion aktiv
• Jelekë pasive lundrues antiplumb
• Helmeta balistike taktike
• Komplete parzmore mbrojtëse balistike për shpatullat dhe anësoret
• Me mbrojtje të vizorit dhe shtyllës kurrizore
• Mburoja balistike

Për instrumente të blinduara të rënda, si dhe pajisje për mbijetesë, metali i shkumëzuar përdoret për një sërë aplikimesh duke përfshirë:

• Bërja e armaturës së përbërë
• Bërja e pllakave bazë rezistente ndaj minave për automjete
• Bërja e kutive ushtarake

Çfarë është Foam Metal? Çfarë është Foam Metal dhe cilat janë vetitë e tij të pabesueshme?
Metali i shkumëzuar është një material metalik poroz që formon një strukturë rrjetë tredimensionale në një matricë metalike. Meqenëse ka shumë pore nëshkumë metalike, madhësia, numri, uniformiteti, lidhja dhe mbyllja e poreve ndikojnë në vetitë e tij. Parametrat që lidhen ngushtë me vetitë e metaleve të shkumëzuar përfshijnë madhësinë e poreve, porozitetin total, porozitetin efektiv, densitetin dhe sipërfaqen specifike.
Metali shkumë, si një lloj i ri materiali me veti metalike dhe disa veti të veçanta fizike të materialeve jometalike, po merr gjithnjë e më shumë vëmendje. Karakteristikat kryesore të metalit shkumë janë si më poshtë:

• Material ultra i lehtë (75-95% e vëllimit përbëhet nga hapësira boshe)
• Porozitet shumë i lartë
• Rezistencë e lartë në shtypje e kombinuar me veti të mira përthithëse të energjisë
• Përçueshmëri e ulët termike
• Fortësi e lartë

Parimi i thithjes së energjisë në ndikim të metaleve të shkumëzuara
Përveç përdorimit komercial për filtrim, reduktim të zhurmës, izolim dhe katalizatorë,shkume metalikejanë një kandidat i fortë për aplikim në sistemet e blinduara të përbëra në fushën e përthithjes së energjisë.
Si një pajisje mbrojtëse balistike, metali i shkumës është një material i shkumëzuar me peshë të lehtë dhe me rezistencë të lartë, i prodhuar duke përdorur sfera metalike të zbrazëta të ngulitura në një matricë metalike të ngurtë. Ky material ka treguar veti të shkëlqyera mekanike në krahasim me çdo material tjetër metalik. Këto cilësi superiore të metalit të shkumëzuar e bllokojnë energjinë me shpejtësi në ndikimet me shpejtësi të lartë balistike në krahasim me ngarkimin kuazi-statik.
Amortizuesit e energjisë të disponueshëm në treg, të cilët zakonisht thithin energjinë mekanike kinetike duke e ngjeshur ose devijuar atë në një stres relativisht të vazhdueshëm në një distancë të gjatë, funksionojnë disi në mënyrë të ngjashme me sustat, por ato kthehen mbrapsht, duke i bërë ato pajisje për ruajtjen e energjisë dhe jo absorbues të energjisë.
Struktura poroze e shkumave metalike u jep atyre një kurbë unike stres-deformim; sapo sforcimi i aplikuar të tejkalojë pllajën e nxjerrjes, shkuma do të fillojë të ngjesh me një stres mjaft konstant në rreth 50-70% tendosje. Zgjerimi i kurbës sforcim/sforcim përcakton sjelljen e një absorbuesi ideal të energjisë.

Si funksionon shkuma metalike në forca të blinduara të trupit?
Metali i shkumëzuar është vërtetuar se bllokon fragmentet e plumbave dhe ju mbron nga çdo dëmtim dytësor. Shumica e armaturës së trupit ushtarak përdorin një material të ngjashëm me Kevlar si shtresë e pasme, e cila zakonisht vlerësohet III-A dhe do të ndalojë vetë goditjet me armë dore. Armatura e butë ndalon plumbat duke shpërndarë energji dhe meqenëse shumica e plumbave të pistoletës nuk janë aq të mprehta sa plumbat e pushkës, thjesht duhet t'i ngadalësoni ato në mënyrë që të mos depërtojnë në lëkurën tuaj. Shtresa metalike me shkumë është amortizuesi i armaturës së trupit për plumbat me energji më të lartë që kërkojnë forca të blinduara të forta për të ndaluar. Struktura në zgjerim eshkumë metaliketransferon energjinë e përplasjes me shumë më pak efikasitet sesa komponentët e ngurtë. Në zonën e goditjes, shkuma përshtatet lehtësisht me objektin që godet. Ky deformim plastik thith në vend energjinë mekanike. Në secilin rast, shumë pak nga energjia e përplasjes absorbohet nga trupi i ngurtë. Disa njerëz gjithashtu zgjedhin të shtojnë një shtresë të tretë pas armaturës së butë, e cila quhet jastëk trauma. Ky është një jastëk i përbërë nga shtresa lëngu dhe mbushje jo-njutoniane. Ai zbut më tej ndikimin e goditjes së plumbit tek përdoruesi.