Металлические пены | НИОКР систем баллистической защиты для современных боевых действий

Что такое баллистика?Материал?Где это используется?
Наиболее распространенная твердая броня будет использоватьКерамикапластины как перегородки, но керамика разбивается при ударе и теряет свою энергию для продолжительного боя. Большинство металлических пластинчатых доспехов имеют ту же проблему, что пули отслаиваются при ударе. Эти осколки могут нанести травму владельцу доспехов. Носители, надевающие на лицо вторичные броневые накладки, могут испытывать большой дискомфорт и увеличивать расходы для отдельного человека, компании или правительства. Развитие легких боевых технологий, таких как самолеты и амфибийные транспортные средства, а также необходимость повышения мобильности наземных войск требуют баллистических материалов, которые продолжают снижать вес доспехов, одновременно улучшая баллистические характеристики.
Баллистические щиты доступны в различных типах и классах. Эти материалы используются для защиты стекла, брони транспортных средств, бронежилетов и щитов. Ламинированные пластиковые листы предлагают широкий спектр защиты, от сертифицированного герметичного стекла до третичных баллистических материалов. Баллистические материалы обычно жесткие, но могут быть и мягкими. Они могут быть сложными, такими как кевлар, UHMWPE, Lexan или композиты из углеродного волокна, или простыми, такими какалюминий, сталь, титан или другие сплавы.
С развитием технологий баллистическая броня радикально изменилась. Рынок пуленепробиваемых маек переживает революцию, которая становится безопаснее и легче. Это открыло новое поле битвы для технологии композитной металлической пены (CMF), выведя ее за рамки медицинских процедур, начиная от автомобильных бамперов и заканчивая заменой колена.
За это отвечают отдельные или композитные пенопласты — это структурные пенопласты в форме полых металлических сфер, которые встраиваются в баллистические устройства в качестве основного материала, а также в качестве промежуточных продуктов в сложных приложениях, таких как броневая сталь, керамика и древесноволокнистые плиты. Пенопласт не только останавливает высокоскоростное воздействие пуль и снарядов, но и полностью их сминает. Даже бронебойные пули, специально разработанные для пробития брони, не могут их пробить.
Для воина пенопласт в средствах индивидуальной защиты используется в следующих случаях:

• Бронежилеты общего назначения
• Активные плавающие бронежилеты
• Пассивные плавающие бронежилеты
• Тактические баллистические шлемы
• Комплекты баллистической защиты плеч и боков
• С забралом и защитой позвоночника
• Баллистические щиты

Для тяжелобронированных инструментов, а также для спасательного снаряжения пенометалл используется в различных целях, включая:

• Изготовление композитной брони
• Изготовление противоминных опорных плит для транспортных средств
• Изготовление военных ящиков для сбора вещей

Что такое пенометалл? Что такое пенометалл и каковы его невероятные свойства?
Пенометалл — это пористый металлический материал, образующий трехмерную сетчатую структуру в металлической матрице. Поскольку в пенопласте имеется множество пор,металлическая пена, размер, количество, однородность, связанность и герметизация пор влияют на его свойства. Параметры, которые тесно связаны со свойствами пенных металлов, включают размер пор, общую пористость, эффективную пористость, плотность и удельную площадь поверхности.
Пенометалл, как новый тип материала, обладающий как металлическими свойствами, так и некоторыми особыми физическими свойствами неметаллических материалов, привлекает все больше внимания. Основные свойства пенометалла следующие:

• Сверхлегкий материал (75-95% объема составляет пустотное пространство)
• Очень высокая пористость
• Высокая прочность на сжатие в сочетании с хорошими свойствами поглощения энергии
• Низкая теплопроводность
• Высокая прочность

Принцип поглощения энергии удара пенометаллами
Помимо коммерческого использования для фильтрации, шумоподавления, изоляции и в качестве носителей катализаторов,металлическая пенаявляются перспективными кандидатами для применения в системах композитной брони в области поглощения энергии.
В качестве баллистического защитного устройства пенометалл представляет собой легкий, высокопрочный вспененный материал, изготовленный с использованием полых металлических сфер, встроенных в твердую металлическую матрицу. Этот материал показал превосходные механические свойства по сравнению с любым другим металлическим материалом. Эти превосходные качества пенометалла быстро захватывают энергию при ударах с высокой баллистической скоростью по сравнению с квазистатической нагрузкой.
Имеющиеся в продаже поглотители энергии, которые обычно поглощают кинетическую механическую энергию, сжимая или отклоняя ее при относительно постоянном напряжении на большом расстоянии, функционируют примерно так же, как пружины, но они отскакивают назад, что делает их устройствами хранения энергии, а не поглотителями энергии.
Пористая структура металлических пен придает им уникальную кривую напряжения-деформации; как только приложенное напряжение превышает плато экструзии, пена начнет сжиматься при довольно постоянном напряжении до деформации около 50-70%. Расширение кривой напряжения/деформации определяет поведение идеального поглотителя энергии.

Как пенопласт действует на бронежилеты?
Доказано, что пенопласт удерживает осколки пуль и защищает вас от любых вторичных повреждений. Большинство военных бронежилетов используют кевлароподобный материал в качестве заднего слоя, который обычно имеет класс III-A и останавливает пистолетные пули сам по себе. Мягкая броня останавливает пули, рассеивая энергию, и поскольку большинство пистолетных пуль не такие острые, как винтовочные, вам просто нужно замедлить их, чтобы они не пробили вашу кожу. Слой пенопласта является амортизатором бронежилета для пуль с более высокой энергией, для остановки которых требуется жесткая броня. Расширяющаяся структураметаллическая пенапередает энергию столкновения гораздо менее эффективно, чем твердые компоненты. В области удара пена легко принимает форму ударяющегося объекта. Эта пластическая деформация локально поглощает механическую энергию. В любом случае, очень малая часть энергии столкновения поглощается твердым телом. Некоторые люди также предпочитают добавлять третий слой за мягкой броней, который называется травмобезопасной подкладкой. Это подкладка, состоящая из слоев неньютоновской жидкости и наполнителя. Она дополнительно смягчает воздействие удара пули на владельца.