שריון קרמי
שריון קרמי הוא שריון המשמש בשריון לכלי רכב ובשריון גוף מודרני להגנה מפני קליעים באמצעות הקשיות הגבוהה וחוזק הלחיצה שלו. בצורתו הבסיסית ביותר, הוא מורכב משני מרכיבים עיקריים: שכבה קרמית על פני השטח החיצוניים, הנקראת "פני המכה", מגובה בחומר פלסטיק מרוכב בסיבים או שכבת מתכת. תפקידו לשבור את הקליע או לעוות את חרטומו בעת הפגיעה, לשחוק ולהאט את שארית הקליע כשהיא חודרת לשכבה הקרמית המנופצת, ולפזר את ההשפעה על פני שטח גדול יותר, אשר יכול להיספג על ידי גיבוי פולימרי או מתכתי. שריון קרמי נפוץ במקרים בהם למשקל ישנו חשיבות, מכיוון שהחומרים הקרמיים שוקלים פחות מסגסוגות מתכת עבור מידת התנגדות נתונה. החומרים הנפוצים ביותר הם אלומינה, בורון ניטריד, וצורן קרביד[1].
עיצוב
עיצובי שריון קרמיים נעים בין לוחות מונוליטיים למערכות מבוססות מטריצות תלת-ממדיות[2]. אחד הפטנטים הראשונים של שריון קרמי הוגש בשנת 1967 על ידי חברת Goodyear Aerospace Corp. הם הטמיעו כדורי אלומינה ביריעות אלומיניום דקות, שהיו מרובדות כך שהכדורים של כל שכבה ימלאו את הרווחים בין הכדורים של השכבות שמסביב, באופן דומה למערכת הגבישית הקובייתית. המערכת כולה הוחזקה יחד עם קצף פוליאוריטן. פיתוח זה הוכיח את האפקטיביות של תכנון מבוסס מטריצות, ודרבן את הפיתוח של מערכות אחרות שפועלות באותו אופן. רובם משלבים אלמנטים קרמיים גליליים, משושיים או כדוריים עם גיבוי של סגסוגת ייעודית כלשהי. ככל שאלמנט המטריצה קטן יותר כך עולה רמת ההגנה[3]. שריון לוחות מונוליטי, לעומת זאת, מסתמך על לוחות בודדים של חומר קרמי שהוכנסו לאפוד בליסטי מסורתי במקום לוחות פלדה.
מנגנון
בניגוד למתכות, חומרים קרמיים לעולם אינה מתפקדים לבד במערכות שריון אלא תמיד משולבים עם שכבת תמיכה של חומרים מרוכבים מפלסטיק ומחוזקים במתכת או סיבים, כאשר כל המכלול הזה נקרא שריון קרמי. לחומרים קרמיים יש קשיות גבוהה וחוזק לחיצה אך חוזק מתיחה נמוך. הדבקת חומר קרמי לחומר גיבוי מתכתי או מרוכב, בעל חוזק גבוה וגמישות טובה, מעכבת או מפחיתה כשל מתיחה בעת פגיעה, ומאלצת את הקרמיקה להיכשל בדחיסה.
מערכות שריון קרמיות מביסות קליעים של נשק קל וחודרנים קינטיים על ידי שני מנגנונים עיקריים: ניפוץ ושחיקה. כאשר קליע פלדה קשיח או טונגסטן קרביד פוגע בשכבה הקרמית של מערכת השריון, הוא נעצר לרגע, בתופעה המכונה dwell. בהתאם לעובי ולקשיות השכבה הקרמית, ליבת הקליע מנותצת או קהה. שאריות הקליע ממשיכות לחדור אל השכבה הקרמית המפורקת במהירות מופחתת, דבר השוחק את אותן שאריות ומפחית את האנרגיה, האורך והמסה שלהן. לאחר מכן, שכבת הפלסטיק המרוכבת המחוזקת במתכת או בסיבים מאחורי השכבה הקרמית, עוצרת את שברי הקליע וסופגת את האנרגיה קינטית השיורית, בדרך כלל באמצעות דפורמציה פלסטית. אם חומר הגיבוי דק מדי או חלש מדי כדי לספוג את האנרגיה הקינטית השיורית – או אם הקליע לא מתנפץ ושארית הקליע שנשחקה שומרת על יותר מדי מהמסה והאנרגיה הקינטית שלו – תתרחש חדירה. אי לכך יש חשיבות רבה הן לשכבה הקרמית והן לשכבת הגיבוי שלה.
בשריון קרמי לכלי רכב, חומר הגיבוי הוא לרוב פלדה אם כי לפעמים נעשה שימוש באלומיניום. לעומת שריון הגוף, שבו מתכנני השריון שואפים להפוך אותו לקל ונוח ככל האפשר, ואז חומר הגיבוי הוא בדרך כלל חומר מרוכב כגון סיבי פוליאתילן בעל משקל מולקולרי קל במיוחד, או סיבי ארמיד, במגנים בליסטיים ייתכן שימוש בפיברגלס.
אפודים אישיים
לוחיות קרמיות משמשות בדרך כלל כתוספות לאפודי מגן רכים. רוב הלוחיות המשמשים בשריון הגוף מספקים הגנה ברמה 3, ומאפשרים להם לעצור כדורי רובה, לעומת האפודים הקשיחים בהם רמת ההגנה עשויה להגיע עד רמה 4.
הלוחיות הקרמיות מוחלקת בדרך כלל לתוך השכבה החיצונית של אפוד שריון רך. לעיתים נעשה שימוש בשתי לוחיות, אחת מלפנים ואחת מאחור, חלק מהאפודים מאפשרים שימוש בלוחיות קטנות בצדדים להגנה נוספת.
המשקל המשוער עבור לוחית שריון קרמית אחת רמה 3 הוא 4.4 עד 8 ליברות (2.0 עד 3.6 קילוגרם) עבור הגודל הטיפוסי של 10 by 12 אינץ' (25 by 30 סנטימטרים). ישנם סוגים נוספים של לוחיות המגיעות בגדלים שונים ומציעות רמות הגנה שונות.
ראו גם
קישורים חיצוניים
הערות שוליים
- ↑ Ceramic Armor - an overview | ScienceDirect Topics, www.sciencedirect.com
- ↑ L. Bracamonte, R. Loutfy, I. K. Yilmazcoban, S. D. Rajan, 12 - Design, manufacture, and analysis of ceramic-composite armor, Woodhead Publishing, 2016-01-01, Woodhead Publishing Series in Composites Science and Engineering, עמ' 349–367, מסת"ב 978-0-08-100406-7
- ↑ Ceramic Armor – Materials, Properties and Uses, web.archive.org, 2015-10-28
שריון קרמי41400528Q5063650