2‏/3‏/2015

لماذا المركبات الخزفية على وجه التحديد ؟؟

لمــــــــــاذا المركبـــــــــات الخزفيـــــــــــة علــــــــــى وجــــــــــه التحديــــــــد ؟؟


أي مادة تستخدم لهزيمة ودحر مقذوف عالي السرعة ، يجب أن تتعامل مع الطاقة الحركية وزخم ذلك المقذوف وفق ثلاثة آليات : أولاً امتصاص واستيعاب طاقة الارتطام كالحرارة والتشويه الحاصل لمادة الهدف ، ثانياً العمل على توجيه طاقة المقذوف بعيداً أو حرف المقذوف وارتداده بحيث تعمل مادة الهدف على مواجهة كتلة الخارق ، ثالثاً السعي لتحقيق تشويه فادح وخطير لكتلة المقذوف .. إن الآلية الأخيرة هي الوسيلة الأكثر كفاءة لهزيمة المقذوفات الخارقة للدروع ، لأن أغلب الطاقة الحركية سوف تمتص وتستغرق في تحطيم البناء الهيكلي للمقذوف نفسه . في المقابل ومع ارتداد محدود وهامشي للمقذوف ، فإن انتقال الزخم أو قوة الاندفاع إلى الدرع ستكون مقللة ومخفضة . لسوء الحظ ، صفائح الدرع الفولاذية التقليدية غير قادرة عملياً على هزيمة ودحر مقذوفات الطاقة الحركية عالية القسوة والكثافة ، كما هو الحال مع المقذوفات الخارقة للدروع المجهزة بقضيب من سبائك التنغستن tungsten alloy أو اليورانيوم المستنزف DU . نتيجة لذلك ، تشكيلة متنوعة من الدروع طورت ، بما في ذلك الدروع المركبة متعددة الطبقات والدروع التفاعلية المتفجرة وغيرها من وسائل الحماية السلبية والنشطة (الدرع التفاعلي له طبقة من المواد المتفجرة التي تشتعل عند الاصطدام ، لتطلق صفيحتين معدنيتين خارجيتين باتجاهين متعارضين بهدف حرف أو تحطيم المقذوف أو استهلاك طاقة نفاث الشحنة المشكلة) . على أية حال ، أحد المشاكل الرئيسة التي تواجه مصممي الدروع عند عملهم ، هي تلك المرتبطة بخاصية الوزن وعدم الرغبة بزيادة ثقل الدبابة وبالتالي تقييد حركتها . وهذا بالفعل ما حدا بالمطورين للبحث عن مواد جديدة لأنظمة الدروع ، تكون خفيفة الوزن لكن صعبة الاختراق .. جانب آخر أقترن بتقديم الذخيرة المضادة للدبابات المستندة في عملها على الشحنات المشكلة shaped charges ، والتي أثبتت قدرتها على اختراق وثقب الدروع الفولاذية السميكة بسهولة نسبية . لقد أدت هذه الأمور مجتمعة للبحث عن استخدام مواد أخرى جديدة وترتيبات ملائمة لتوزيع الدروع في العربات القتالية ، بهدف توفير المزيد من الحماية ضد هذه التهديدات .
 


الاستخدام الحالي للمواد الخزفية ceramic materials في دروع الدبابات والعربات القتالية الأخرى ، يجب أن لا يثير دهشة القارئ ، فهذه المواد مألوفة بملكياتها الميكانيكية mechanical properties ولمستويات محددة . كما أنها تمتلك في الغالب قوة عالية نسبياً لمقاومة الانضغاط‏ عند مقارنتها إلى الفولاذ ، التيتانيوم ، سبائك الألمنيوم ، ونواة جميع المقذوفات الخارقة للدروع . علاوة على ذلك تمتلك المواد الخزفية حجم كثافة منخفض نسبياً ، على الأقل نصف ما يمتلكه الفولاذ . لهذا السبب ، وحدات سميكة جداً من هذه المواد يمكن استخدامها بسهولة لتزويد وتوفير المستوى المطلوب من الحماية level of protection ، بينما يبقي على وزن التدريع عند حدوده المقبولة .
 


ونتيجة لصلادتهم hardness المعروفة والتي تبلغ نحو أربعة أضعاف ما يمتلكه الفولاذ ، تستخدم المركبات الخزفية لعرقلة المقذوفات القادمة عن طريق إما التسبب بتمزيقها وتحطيمها كما هو الحال مع نفاث الشحنات المشكلة ، أو عن طريق سحجها وكشطها كما هو الحال مع رؤوس خوارق الطاقة الحركية . مركبات الخزف المستخدمة في الدروع متعددة الطبقات متنوعة ، مثل أكسيد الألمنيوم (Al2O3) ، كربيد البورون (B4C، كربيد السيلكون (SiC, نتريد الألمنيوم (AlN، بوريد التيتانيوم (TiB2) ، ولكل من هذه المواد خصائص تميزها عن غيرها من حيث الكثافة Density والصلادة Hardness والمرونة Elasticity . لهذا فإن اختيار المركب الخزفي الأنسب لمادة الدرع يتم من خلال بحث عميق لخصائص وملكيات كل نوع من أنواع هذه المركبات ، مع مراعاة طبيعة الخطر المراد مواجهته . على سبيل المثال أكسيد الألمنيوم Alumina كان من أوائل الأنواع المستخدمة في تراكيب الدروع الواقية ، وله حجم كثافة يبلغ 3,810-3,920 غرام/سم3 ، ومعامل صلادة تتراوح بين 1,500-1,900 حسب مقياس فيكرز للصلادة Vickers Hardness . أما اليوم فإن أكثر المركبات الخزفية استخداماً هي كربيد البورون وكربيد السيلكون ، نتيجة للصلادة العالية التي تمتاز بها ، فكربيد البورون على سبيل المثال يعتبر في المرتبة الخامسة بين أكثر المواد المعروفة صلادة ، التي تبلغ 2,800-3,400 حسب مقياس فيكرز . هما كذلك أقل كثافة من أكسيد الألمنيوم ، حيث تبلغ كثافة كربيد البورون 2,500-2,520 غرام/سم3 ، في حين تبلغ كثافة كربيد السيلكون 3,090-3,220 غرام/سم3 (أثناء تجارب باليستية أجريت في العام 1987 ، تم إطلاق مقذوف طاقة حركية من سبيكة التنغستن بسرعة 1.6 كلم/ث باتجاه طبقة خزفية محصورة بقوة ، وكانت النتيجة استهلاك كامل الخارق ، ودون تحقيق أية اختراق) .

هناك 10 تعليقات:

  1. السلام عليكم أخي أنور
    بالنسبة للصورة في الموضوع لدبابة ميركافا 4
    هذا ما سألتك عنه في موضوع سابق بأنه من ضمن مكونات الدرع يوجد اسفنج
    وهو موجود بين كل وحدة والأخرى داخل الدرع

    ردحذف
    الردود
    1. أجبتك في مكان آخر عن هذا السؤال ولمزيد من التوضيح أقول أن بعض الدبابات تستخدم مواد كيميائية ذات خصائص معينة على التفاعل مع هجوم نفاث الشحنة المشكلة ، من هذه المواد مادة البولستيرين Polystyrene وهي مركب كيميائي بلاستيكي يتميز بالصلابة مع قدرة للتحول إلى رغوة عند تعرضه للضغط والحرارة الشديدة ، وقد أستخدم هذا الترتيب في النسخة Leopard 1A3 . فحين يصاب هذا النوع من الدروع بقذيفة شحنة مشكلة ، فإنها تنفجر على الصفحة الخارجية للدرع وتثقبه ، ولكن سرعان ما تنخفض الطاقة الناشئة عن كتلة النفاث ، بسبب امتصاص المادة الكيميائية لطاقة النفاث (تنتفخ هذه المادة بسرعة كبيرة تصل إلى 200-500 م/ث خلال عملية الامتصاص) . السوفييت طوروا بدورهم أحد أشكال هذا التدريع وأطلقوا عليه اسم NERA ، وهو عبارة لوحين من الفولاذ ، سماكة كل منهما 5 ملم ، ينحصر بينهما مادة مطاطية سماكتها 100 ملم ، حيث استخدم هذا التدريع على الدبابات القديمة طراز T-55 .

      حذف
  2. السلام عليكم أستاذ أنور يعطيك الله العافية وكل عام وانت بخير تقبل الله منك وغفر لك وأعاده الله علينا وعليك بالخير واليمن والبركات
    ممكن استفسار أستاذ أنور حول إمكانية توريد ألواح كربيد البورون و كربيد السيليكا من الصين نظرا لتوفرها وبأسعار مناسبة جدا و وضعها حول برج و بدن الدبابة لزيادة تدريعها و قابلية استمرارها في ارض المعركة
    خاصة عند استعمالها في الاقتحامات لحواجز العدو و تحصيناته في بيئة شديدة العدائية
    اطلب منك بعض النصائح لأنني افكر في استخدامها لعربات الكاسكافيل و دبابة القتال الرئيسية T-72 وعربات نقل الجنود BMP
    ولك مني جزيل الشكر و العرفان

    ردحذف
    الردود
    1. ولماذا ألواح كربيد البورون و كربيد السيليكا ولماذا الصين !!! هناك حل أرخص لحماية الدبابات والعربات المدرعة بشتى أنواعها يتمثل في استخدام الدروع القفصية Cage armor .. حل رخيص يمكن إنجازه على مستوى الورش المحلية مع تكلفة منخفضة .. تحياتي .

      http://anwaralsharrad-mbt.blogspot.ae/2013/05/blog-post.html

      حذف
  3. بارك الله فيك أستاذ أنور و جزاك الله كل خير
    ما أحاول فعله هو إحاطة كامل الدبابة "البرج و البدن" من كل الجوانب بالألواح الخزفية ومن ثم إضافة درع قفصي يحيط بها
    اعلم جيدا مقدار الوزن المضاف ولكن الاستخدامات ستكون محدودة تبعا لتكتيكات معينة
    قد أتعبك معي فشكرا جزيل لك

    ردحذف
    الردود
    1. أرحب دائما بالأسئلة فخذ راحتك ولا تتردد ، الصراع في ليبيا يشهد أستخدام تشكيلة متنوعة من الصواريخ المضادة للدروع ، أغلبها يوصف بالأشد فتكاً في الترسانة الروسية !! الألواح الخزفية إذا وضعتها كما تذكر ستتحطم بفعل نيران الأسلحة المتوسطة والثقيلة لأن لها توضيب خاص وليس مجرد وضعها على سطح الدرع !! عليكم بالدروع القفصية وبشرط أن تكون ثقيلة لتقاوم أولاً قوة أرتطام الصاروخ بها قبل أن تعمد لتفجير رأسه الحربية .

      حذف
  4. سأجري بعض الاختبارات على تصاميم وضعوها الشباب وسأرسل لك النتائج والصور عند الانتهاء منها
    شكر لك أستاذ أنور دعوة مني لك في ظهر الغيب

    ردحذف
    الردود
    1. يجب أن يبعد الدرع الشبكي بمسافة لا تقل عن 60 سم عن الدروع الرئيسة لتحصيل أفضل النتائج .. كما يجب التأكيد على زيادة نقاط التدعيم للتدريع الجديد مع الدرع الرئيس للعربة المدرعة لمواجهة قوة إصطدام المقذوف بالدرع الشبكي .

      حذف
  5. أخي الفاضل زيد .. أجتهد الآن في عمل موضوع للأخوة عن خطوات تشغيل وإطلاق الصاروخ الروسي كورنيت ، إذا كان بالإمكان توفير أي معلومات أو بيانات سأكون من الشاكرين وفي ميزان أعمالك إن شاء الله .

    ردحذف
  6. لو سمحت ارجو التفاصيل عن هذا الدرع
    http://store6.up-00.com/2017-01/148569872552431.jpg

    ردحذف