Harbiy urushda ilg'or texnologiyalarni qo'llash bilan shaxsiy va mulkiy yo'qotishlar holati tobora murakkablashib bormoqda. Shu sababli, o'q o'tkazmaydigan materiallarni chuqur tadqiq qilish va qo'llash ham amalga oshirilishi kerak. Seramika zirhlari va tolalar bilan mustahkamlangan kompozit materiallar muhim tadqiqot va qo'llash yo'nalishlari hisoblanadi. Yangi kompozit o'q o'tkazmaydigan keramik plastinka va aramid o'q o'tkazmaydigan kompozit materiallar haqida umumiy ma'lumot berilgan, yangi kompozit o'q o'tkazmaydigan keramik plastinka va an'anaviy o'q o'tkazmaydigan plastinka o'rtasidagi taqqoslash amalga oshiriladi va uning xususiyatlari va hozirgi tadqiqot va qo'llashda hali ham mavjud bo'lgan ba'zi muammolar. tahlil qilingan; aramid o'q o'tkazmaydigan kompozit materialning o'q o'tkazmaydigan mexanizmi amalga oshiriladi. Batafsil ta'riflang va aramid ballistik kompozitsion materiallarning ishlashiga ta'sir qiluvchi asosiy omillarni ko'rsating.
01
Yangi kompozit keramik o'q o'tkazmaydigan plastinka
Keramika zirhlari bo'yicha tadqiqotlar o'q o'tkazmaydigan kompozit materiallarni ishlab chiqish va qo'llashning muhim qismidir. Keramika zirhlarining ballistik himoya ta'siri oddiy zirhli po'latdan ustundir. Hozirgi vaqtda passiv zirh va reaktiv zirh eng ko'p o'rganilgan va qo'llaniladi. O'q o'tkazmaydigan mexanizm nuqtai nazaridan, reaktiv zirhdagi zirh materiali o'q tomonidan qo'zg'atilgandan so'ng kinetik energiya hosil qiladi va kinetik energiya o'qga ta'sir qiladi, passiv zirh esa o'ziga xos xususiyatlar orqali o'qning ta'siriga qarshi turadi. Bugungi kunda Amerika Qo'shma Shtatlari, Rossiya va boshqa mamlakatlar og'irlik samaradorligini oshirish uchun zirh tizimlarini ishlab chiqish uchun keramika va kompozit materiallardan foydalangan va keng tarqalgan bo'lib foydalanilgan keramik panelli zirhlarni ishlab chiqqan.
1.1 O'q o'tkazmaydigan mexanizm
O'q kompozit keramika o'q o'tkazmaydigan plastinkaga yuqori tezlikda tegsa, harakat kuchi va reaktsiya kuchi printsipi uning o'q o'tkazmaydigan plastinkaga yuqori tezlikda kirib borishi va keyin ichidagi qarama-qarshi kuch bilan yuqori tezlikda sakrab chiqishi uchun ishlatiladi, bu taxminan hosil qiladi. yuzasida dumaloq o'q teshigi. U umumiy kompozit o'q o'tkazmaydigan plastinkaga halokatli shikast etkazmasdan faqat o'q o'tkazmaydigan plastinkaning sirtini yo'q qilish maqsadiga erishadi va shu bilan o'q o'tkazmasligiga erishadi.
1.2 Yangi kompozit keramik o'q o'tkazmaydigan plitalarning ishlash parametrlari
Keramika materiallarining asosiy xarakteristikalari 1-jadvalda keltirilgan.
Seramika materiallari ko'plab muhitlarda yuqori o'ziga xos qattiqlik, yuqori o'ziga xos kuch va kimyoviy inertlikka ega. Shu bilan birga, ularning past zichligi, yuqori qattiqligi va metallarga nisbatan yuqori bosim kuchi ularni yanada kengroq qo'llash imkonini beradi. Yuqori toza alyuminiy yuqori zichlik, past qattiqlik va sinish chidamliligiga ega, shuning uchun uning elastik qarshiligi past; kremniy karbidli keramika tuzilishi uni yuqori quvvat, yuqori qattiqlik, aşınma qarshilik, korroziyaga chidamlilik, yuqori issiqlik o'tkazuvchanligi va boshqa xususiyatlarga ega qiladi; Titan diborid yuqori elastik modulga ega; bor karbid yuqori erish nuqtasiga, mukammal qattiqlik va mexanik xususiyatlarga ega va uning zichligi bir nechta keng tarqalgan ishlatiladigan keramik materiallar orasida eng past hisoblanadi. Bundan tashqari, elastik modul yuqori, bu harbiy zirh uchun ideal tanlovdir. va kosmik sohada materiallarning yaxshi tanlovi.
Kompozit materiallarning asosiy xarakteristikalari 2-jadvalda keltirilgan.
Muayyan modulga ega bo'lishdan tashqari, o'q o'tkazmaydigan kompozit materiallar ham yaxshi cho'zilish, sinish chidamliligi, yuqori o'ziga xos kuchga ega bo'lishi va kuchlanish tezligida yaxshi ishlashni saqlab turishi kerak. E-shisha yuqori valentlik kuchiga ega, ammo zaif qattiqlikka ega, Kevlar materiali past zichlik, yuqori quvvat, yaxshi qattiqlik, yuqori haroratga chidamlilik va ishlov berish va shakllantirish oson. Bor past zichlik, yuqori o'ziga xos kuch va yuqori elastik modul xususiyatlariga ega.
1.3 Yangi kompozit keramik o'q o'tkazmaydigan plastinka materiallarining xususiyatlari
Yangi kompozit keramik o'q o'tkazmaydigan panellar an'anaviy o'q o'tkazmaydigan panellarga nisbatan beqiyos afzalliklarga ega. Maxsus taqqoslash uchun 3-jadvalga qarang.
(1) Bir nechta o'q zarbalariga bardosh bera oladi.Ushbu material bir vaqtning o'zida bir nechta o'qlarning bir vaqtning o'zida butun qismi buzilmagan holda doimiy ta'siriga dosh bera oladi. U materialning boshqa qismlarining o'q o'tkazmaydigan ta'siriga ta'sir qilmasdan, faqat sirtda taxminan dumaloq o'q teshiklarini hosil qiladi.
(2) Yaxshi strukturaviy dizaynga ega.Kompozit keramik plitalar mos keladigan burchaklarda egilish deformatsiyasini keltirib chiqarishi mumkin va deformatsiyadan keyin asl shakliga qaytishi mumkin. Ular tekis, kavisli va eğimli yuzalar kabi turli shakllardagi kompozit keramika o'q o'tkazmaydigan materiallarga ishlab chiqilishi mumkin.
(3) Ta'mirlanishi va qayta ishlatilishi mumkin.O'q tegib ketganidan so'ng, sirtdagi dumaloq o'q teshiklari asl materialning ishlashini tiklash uchun keramik o'q o'tkazmaydigan korpuslar bilan to'ldirilishi va o'q o'tkazmaydigan elim bilan qayta birlashtirilishi mumkin.
(4) Foydalanishda yuqori ishonchlilik.Ushbu material yuqori samarali keramik plitalar, UHWMPE plitalari va TC4 plitalarining ballistik xususiyatlaridan har tomonlama foydalanadi, bu ballistik qarshilikni bitta materiallarga qaraganda yaxshiroq qiladi va to'pponcha va tegishli kichik va o'rta kalibrli penetratsion bombalarning turli xususiyatlarini samarali ravishda blokirovka qilishi mumkin.
(5) Texnologiya yuqori etuklikka va kuchli dizaynga ega.Ushbu material allaqachon etarlicha etuk ishlab chiqarish jarayoniga ega va turli xil o'q o'tkazmaydigan ehtiyojlarni qondirish uchun individual ehtiyojlarga muvofiq ishlab chiqilishi mumkin.
1.4 Hozirgi o'q o'tkazmaydigan kompozit materiallar bilan bog'liq muammolar
O'q o'tkazmaydigan kompozit materiallar turli xil materiallardan iborat bo'lganligi sababli, kompozit materiallarning bir xilligi, anizotropiyasi, murakkab konstitutsiyaviy aloqalari, murakkab buzilish mexanizmlari va murakkab mustahkamlik mezonlari kompozit materiallar va ularning tuzilmalarining asosiy mexanikasi hisoblanadi. xarakteristikalar, shu bilan kompozit materiallarni, ularning tuzilmalarini va himoya mexanizmlarini tahlil qilish, hisoblash, sinovdan o'tkazish va loyihalashning murakkabligi va qiyinligini oshiradi. Hozirgacha o'q o'tkazmaydigan kompozit materiallarda quyidagi muammolar mavjud.
(1) energiyaning etarli darajada so'rilmasligi.Foydalanish vaqtida o'q o'tkazmaydigan materiallarning so'rilmagan energiyasi xodimlar va mulkka yo'qotishlarga olib keladi va qurollarning yangilanishi bilan qurolning halokatli kuchi ham ortadi. Shu sababli, kelajakdagi tadqiqotlar va qo'llash bu jihatdan o'q o'tkazmaydigan ish faoliyatini va materiallarning xavfsizligini yaxshilashga qaratilishi kerak. .
(2) Og'irligi etarlicha engil emas.O'q o'tkazmaydigan kompozitsion materiallarning og'irligi ularni targ'ib qilish va ishlatish mumkinmi, muhim omil hisoblanadi. Shuning uchun, o'q o'tkazmaydigan kompozitsion materiallarning og'irligi yaxshi o'q o'tkazmaydigan qarshilikni ta'minlagan holda imkon qadar kamaytirilishi kerak.
(3) Qarama-qarshiliklarni kuchaytirish va kuchaytirish.Ayniqsa, o'q o'tkazmaydigan keramik kompozit materiallar uchun bu qarama-qarshilikni bartaraf etish ko'pincha qiyin. Balistik o'tkazmaydigan kompozit materiallarga ma'lum qattiqlashtiruvchi materiallarni qo'shish materialning mustahkamligini kamaytirishi mumkin. Biroq, agar materialning mustahkamligi oshirilsa, materialning qattiqligi kamayishi mumkin. Shuning uchun ballistik materialning eng mos quvvati va mustahkamligini topish uchun ko'plab sinovlar talab qilinadi. .
(4) Kompozit materiallarning, jumladan, fizik, kimyoviy, mexanik va boshqa moddiy xususiyatlarning muvofiqligiga kelsak, kompozit materiallar yaxshiroq himoya qilish uchun turli xususiyatlarni birlashtirishi mumkin.
Bundan tashqari, interfeys va narx kabi muammolar ham to'liq hal etilmagan.
02
Aramid o'q o'tkazmaydigan kompozitsion material
2.1 O'q o'tkazmaydigan mexanizm
Tolali o'q o'tkazmaydigan material zarba energiyasiga duchor bo'lganda, u cho'ziladi va deformatsiyalanadi. Elyaf tomonidan so'rilgan energiya uning deformatsiyasi uchun zarur bo'lgan ish bo'ladi. Uning kuchlanish deformatsiyasi va sinishi uchun zarur bo'lgan ish sinish energiyasidir, bu sinish ishi deb ham ataladi. , tolaning sinish energiyasi valentlik deformatsiyasining sinishida ishtirok etuvchi tolalar soniga bog'liq. Tolalarning anti-ballistik xususiyatlarini o'lchaydigan parametr tolaning energiyani yutish tezligidir (tolaning birlik massasi uchun parchalanish energiyasi).
Tolali oʻq oʻtkazmaydigan materiallarga tashqi taʼsir taʼsir qilganda, taʼsir natijasida hosil boʻlgan uzunlamasına kuchlanish tolali materialning barcha yoʻnalishlarida tez tarqalib, “zarba toʻlqini”ni (yaʼni tovush toʻlqinini) hosil qiladi. Tolali o'q o'tkazmaydigan materiallardagi tovush tezligi energiyaning bir zumda tarqalishiga ta'sir qiladi, bu energiyani yutishda ishtirok etadigan tolalar miqdorini aniqlaydi va shu bilan materialning o'q o'tkazmaydigan ta'siriga ta'sir qiladi. Shu sababli, toladagi tovush tezligi tolaning ballistik ishlashiga ta'sir qiluvchi yana bir muhim parametrdir.
O'q o'tkazmaydigan materiallardagi tolalarning shakllari to'g'ri va egri o'z ichiga oladi. Agar materialning tola shakli to'g'ri bo'lsa, energiya aks etmasdan tolaning eksenel yo'nalishi bo'ylab tarqaladi va shuning uchun energiya uzoq va tez tarqaladi; tolaning shakli egri bo'lsa yoki tolali bo'lsa, tolada uzilishlar bo'lsa, tolaning egilish nuqtalari yoki uzilishlari energiyaning bir qismini aks ettiradi, lahzali diffuziya diapazonini kamaytiradi va materialning o'q o'tkazmaydigan ta'siri ham kamayadi. . Ko'rinib turibdiki, tolali ikki o'lchovli ikki o'lchovli matoning o'q o'tkazmaydigan ta'siri oddiy to'quv matosidan yaxshiroq bo'ladi.
Energiyaning uzatilishi ko'pincha bir qatlam ichidagi tolalar yoki qatlamlar orasidagi aloqa bilan birga keladi. Ta'sir energiyasini uzatish jarayonida energiya aks etishi barcha materiallarning interfeyslarida sodir bo'ladi va vaziyatlar turli xil va murakkabdir. Shuning uchun zarba energiyasining eng samarali tarqalish yo'li tolalar o'qi bo'ylab tarqalishdir.
2.2 Aramid o'q o'tkazmaydigan kompozit materiallarning ishlashiga ta'sir qiluvchi asosiy omillar
O'q o'tkazmaydigan kompozitsion materiallarning ishlashi asosan matritsa materialining moduli va tarkibi, tolali materialning xususiyatlari, to'quv usuli va tolaning jarayoniga ta'sir qiladi.
2.2.1 Matritsali qatron modulining kompozit materiallarning ballistik xususiyatlariga ta'siri
Past modulli matritsali qatronlar yaxshi damping xususiyatlariga ega va energiyani yutish uchun qulay bo'lganligi sababli, past modulli matritsali qatronlardan tayyorlangan laminatlar yuqori modulli matritsali qatronlarga qaraganda yaxshiroq o'q o'tkazmaydigan ta'sirga ega.
2.2.2 Matritsali qatronlar tarkibining kompozitsion materiallarning ballistik xususiyatlariga ta'siri
Matritsa qatroni tarkibi kompozit materiallarning ballistik xususiyatlariga juda muhim ta'sir ko'rsatadi. Kompozit materiallarda tolaning hajmini oshirish ballistik xususiyatlarni yaxshilaydi, ammo tola miqdori juda yuqori bo'lsa, ballistik xususiyatlar pasayadi. Kompozit materialdagi matritsa qatroni strukturaviy birlikdagi stressni o'tkazishi mumkinligi sababli, ammo tolalar miqdori juda yuqori bo'lsa, kompozit materialdagi matritsa tarkibi juda kichik bo'ladi, bu esa qatron va qatronlar orasidagi bog'lanish samaradorligini pasayishiga olib keladi. tola va tolalar va tolalar o'rtasida, shuning uchun laminatning yaxlitligiga ta'sir qiladi, kompozit materialning elastik xususiyatlari ham kamayadi. Elyaf hajmining miqdori matodagi tolalar hajmining matoning butun hajmiga foizini bildiradi, uni maydon zichligiga aylantirish mumkin. Hududning zichligi o'q o'tkazmaydigan panellarning haqiqiy qo'llanilishini o'lchashda muhim omil hisoblanadi. Himoya talablariga javob beradigan bo'lsa, loyihalash va qo'llash jarayonida maydon zichligi imkon qadar kichik bo'lishi kerak, shuning uchun xarajat va og'irlik sezilarli darajada kamayishi mumkin.
2.2.3 Laminat maydoni zichligining laminat ballistik ishlashiga ta'siri
Snaryadlar laminat ichiga o'tganda tolalar sirpanish tendentsiyasi bo'ladi va ba'zi tolalar snaryadning kirib borishini kamaytira olmaydi. Agar hududiy zichlik oshsa, laminatning so'rilgan energiyasi ortadi, bu uning ballistik qarshiligining maydon zichligi oshishi bilan ortib borishini ko'rsatadi. To'quvsiz laminatning ballistik ishlashi oddiy to'quv laminatidan yaxshiroqdir.
2.2.4 Elyaf mato tuzilishining laminatlarning ballistik xususiyatlariga ta'siri
Saten va oddiy to'quv matolari bilan solishtirganda, ikki o'lchovli ikki o'lchovli matolar eng past ishlov berish darajasiga va tolaning mustahkamligini eng kichik yo'qotishga ega. Matoning tolalari eng katta quvvatni ushlab turish qiymatiga ega bo'lgan to'g'ri chiziqlarga parallel ravishda joylashtiriladi. Elyaflar o'rtasida to'g'ridan-to'g'ri bir-biriga mos keladigan nuqtalar mavjud emasligi sababli, qisqarish tezligi asosan nolga teng bo'lib, bu kuchlanish to'lqinlarining aksini samarali ravishda kamaytiradi va snaryadlar ta'sirida mahalliy nuqtalarda stress kontsentratsiyasini oldini oladi. Shuning uchun ikki o'lchovli ikki o'lchamli matoning yorilish assimilyatsiya qilish energiyasi yuqori. Ikki o'lchovli ikki o'lchovli matoning mato tuzilishi bo'shashganligi sababli, u energiyani yutish uchun qulay bo'lib, uni eng yaxshi o'q o'tkazmaydigan ko'rsatkichga aylantiradi.
2.2.5 Mato qatlamlari sonining laminatlarning ballistik xususiyatlariga ta'siri
Past zichlikdagi matolar ballistik xususiyatlarga ega. Kompozit materiallarning ballistik qarshiligi materialdagi tolalar uchun ishlatiladigan o'ralgan iplar, mato to'quvi, har bir qatlamdagi qatlamlar soni va tolalarning joylashishi bilan belgilanadi. Berilgan og'irlik ostida, ortiqcha oro bermay qanchalik nozik va qattiqroq bo'lsa va materialning qatlamlari qanchalik ko'p bo'lsa, materialning ballistik xususiyatlari shunchalik yaxshi bo'ladi. Balistik materialning sirt zichligi doimiy bo'lganda, ko'proq qatlamli va kichikroq bir sirtli zichlikka ega bo'lgan matolarni hisobga olish kerak. Shu bilan birga, tolaning o'zi ish faoliyatini yaxshilash materialning ballistik qarshiligini ham yaxshilaydi.
03
Ilovalar va rivojlanish tendentsiyalari
Murakkab ballistik chidamli kompozit materiallar yuqori o'ziga xos kuchga, o'ziga xos modulga, dizaynga va ko'p qirralilikka ega va ko'plab harbiy ilovalarda ajralmas hisoblanadi. Ular dizayndagi asosiy omillar va shaxsiy himoya va ilg'or qurollar va qurollar uchun asosiy texnologiyalardir. Shu sababli, tashkilot uchun ushbu tadqiqot va qo'llash sohasiga kirib, ma'lum turdagi mahsulotning malakali yetkazib beruvchisiga aylana olsa, bu ham ijtimoiy, ham iqtisodiy manfaatlar nuqtai nazaridan katta strategik ahamiyatga ega bo'ladi.
Kompozit materiallar yaxshi ishlashga ega, chunki ular mustahkamlovchi materiallar va matritsalarning tegishli afzalliklarini birlashtiradi. Ular, shuningdek, eng tez rivojlanayotgan va eng istiqbolli o'q o'tkazmaydigan materiallardir. O'q o'tkazmaydigan materiallar asta-sekin diversifikatsiya va kompozitsiyaga aylanib bormoqda va yanada murakkab himoya muammolarini hal qilish uchun yuqori qattiqlik va yuqori qattiqlikka ega bo'lgan turli xil yangi o'q o'tkazmaydigan materiallar paydo bo'ldi. Yengil va samarali zirh tizimlarining rivojlanishi bilan o'q o'tkazmaydigan keramika va tolalar bilan mustahkamlangan o'q o'tkazmaydigan kompozit materiallarning afzalliklari tobora ortib bormoqda. Yangi kompozit keramik o'q o'tkazmaydigan panellar an'anaviy o'q o'tkazmaydigan panellar bilan taqqoslanmaydigan afzalliklarga ega, ammo mavjud muammolarni e'tiborsiz qoldirib bo'lmaydi, shuning uchun biz o'q o'tkazmaydigan kompozit materiallarda mavjud bo'lgan muammolarni hal qilish uchun materialning xususiyatlarini doimiy ravishda optimallashtirishga e'tibor qaratamiz.
