البطانـــــــة المانعـــــــة للشظايـــــــا
يولي المصممون اهتماماً خاصاً في تعزيز محطة الدفاع الأخيرة في التدريع الطبقي المركب والوجه الداخلي لصفيحة التدريع الأخيرة ، حيث تبدو الحاجة ضرورية لتعزيز دور البطانة المانعة للشظايا spall liner ، وتأكيد آليتها في إيقاف وصد arrest أو على الأقل إبطاء وتسكين mitigate الشظايا عالية السرعة النافذة عن محطة الحماية الرئيسة للدروع والتركيب الخزفي لمقصورة العربة . فالمواد المركبة أمثال ألياف الزجاج بصيغه المختلفة S-glass ، E-glass ، وكذلك أنسجة الألياف المدعمة مثل الكيفلار ، الكربون ، البولستر .. تتألف في معظمها من ألياف تعزيز fibers مترابطة ومصفوفة ، حيث تتمتع هذه المواد النموذجية جميعاً بمواطن قوة محددة وعالية نسبياً مقارنة بالمعادن . وفي الحقيقة يلقى على عاتق البطانة مانعة الشظايا القيام بمهمتين رئيستين ، عندما يبلغ أداء الاختراق حدوده الباليستية ، فإن مبطن التشظية يجب أن يمنع دخول شظايا المقذوف أو أجزاء وكسور مادة درع داخل مقصورة العربة ، ثانياً عندما أداء اختراق المقذوف يتجاوز الدرع ، مبطن التشظية يجب أن يخفض مخروط التشظية splinter cone بشكل ملحوظ ، مما يعني تحسين قابلية بقاء ونجاة الطاقم وتحقيق الحد الأدنى من الأضرار داخل مقصورة الطاقم .
لقد سجلت إحصائيات الإصابات الباليستية لعموم الحروب المتأخرة ، بضمن ذلك الحرب العالمية الثانية ، كوريا ، فيتنام ، فوكلاند ، الحروب العربية الإسرائيلية ، نحو 59% من الجروح كانت نتيجة أجزاء الشظايا المتطايرة ، فقط 19% بسبب طلقات الرصاص ، و22% رجعت لأسباب أخرى ، مثل الإصابات الناجمة عن الإنفجارات الثانوية والحطام الطائر ودمار المباني . وللتوضيح نقول أن قضية التجزؤ والتشظي تنشأ بالدرجة الأولى من مادة الهدف ، وهذه الحالة متوقع حدوثها نتيجة الفشل الديناميكي للسطح المعدني الداخلي بعد إرسال موجة اهتزاز shock waves خلال كتلة الهدف (مصطلح الفشل الديناميكي Dynamic Failure للمواد يناقش ضغوط التحميل ونسب الإجهاد العالية وتأثيرها على الفشل المادي والهيكلي للمادة) . لذا نجد وعلى نحو مميز ، أعداد كبيرة من الأجزاء والشظايا المتآكلة الصغيرة ، ذات الأوزان المليغرامية تتحرك بسرعات لنحو 1000 م/ث (نسبة كبيرة من هذه الأجزاء ستكون ذات كتل بتأثير مهمل جداً negligible effect ، لذا ستكون بمفعول معتدل نسبياً ، في المقابل فإن مقدار غير محدد سيمتلك طاقة حركية هامة وقاتلة للركاب البشريين) ، وكذلك لدينا السرعة المتبقية لمادة المقذوف التي تتسبب بشظايا أكبر حجما ، ويتراوح وزن هذه بين غرامات إلى عشرات الغرامات ، تتحرك بسرعة بضعة مئات الأمتار في الثانية الواحدة .الأجزاء يمكن أن تميز من خلال نمط تشكيلهم ، فهم يمكن أن يدعوا باسم التجزؤ الحلقي ring fragmentation أو يدعوا بالتآكل erosion . تشمل أجزاء التآكل مادة الهدف المثقوبة وكذلك أجزاء المقذوف ذاته . أما التجزؤ والتشظي الحلقي فينشأ من مادة الهدف وسطحه الداخلي ، حيث يتوقع حدوثه خلال عملية الفشل الديناميكي بعد إرسال موجات الاهتزاز ، تنتج عنها موجة شد tensile wave خلال كتلة الهدف .
إن أكثر المركبات الصناعية الليفية شهرة في الاستخدام للتطبيقات الباليستية يطلق عليها "الأراميد" Aramid من عائلة النايلون ، وهي ألياف صناعية مقاومة للحرارة (هم مستعملون أيضاً في التطبيقات الفضائية كبديل عن الأسبستوس asbestos) . ولمزيد من الدقة ، هي عبارة عن ألياف فيها السلاسل الجزيئية متوجه بدرجة عالية على طول محور الليف ، وبالتالي تزداد إمكانية نشوء الروابط الكيميائية بين السلاسل الجزيئية . ألياف الأراميد طورت أثناء الستينات وقدمت أولاً بشكل تجاري من قبل شركة DuPont في السبعينات تحت الاسم التجاري "كيفلار" Kevlar ، حيث يستخدم هذا المنتج كبطانة تشظيه داخلية لحماية أطقم الدبابات وعربات القتال المدرعة .
يولي المصممون اهتماماً خاصاً في تعزيز محطة الدفاع الأخيرة في التدريع الطبقي المركب والوجه الداخلي لصفيحة التدريع الأخيرة ، حيث تبدو الحاجة ضرورية لتعزيز دور البطانة المانعة للشظايا spall liner ، وتأكيد آليتها في إيقاف وصد arrest أو على الأقل إبطاء وتسكين mitigate الشظايا عالية السرعة النافذة عن محطة الحماية الرئيسة للدروع والتركيب الخزفي لمقصورة العربة . فالمواد المركبة أمثال ألياف الزجاج بصيغه المختلفة S-glass ، E-glass ، وكذلك أنسجة الألياف المدعمة مثل الكيفلار ، الكربون ، البولستر .. تتألف في معظمها من ألياف تعزيز fibers مترابطة ومصفوفة ، حيث تتمتع هذه المواد النموذجية جميعاً بمواطن قوة محددة وعالية نسبياً مقارنة بالمعادن . وفي الحقيقة يلقى على عاتق البطانة مانعة الشظايا القيام بمهمتين رئيستين ، عندما يبلغ أداء الاختراق حدوده الباليستية ، فإن مبطن التشظية يجب أن يمنع دخول شظايا المقذوف أو أجزاء وكسور مادة درع داخل مقصورة العربة ، ثانياً عندما أداء اختراق المقذوف يتجاوز الدرع ، مبطن التشظية يجب أن يخفض مخروط التشظية splinter cone بشكل ملحوظ ، مما يعني تحسين قابلية بقاء ونجاة الطاقم وتحقيق الحد الأدنى من الأضرار داخل مقصورة الطاقم .
لقد سجلت إحصائيات الإصابات الباليستية لعموم الحروب المتأخرة ، بضمن ذلك الحرب العالمية الثانية ، كوريا ، فيتنام ، فوكلاند ، الحروب العربية الإسرائيلية ، نحو 59% من الجروح كانت نتيجة أجزاء الشظايا المتطايرة ، فقط 19% بسبب طلقات الرصاص ، و22% رجعت لأسباب أخرى ، مثل الإصابات الناجمة عن الإنفجارات الثانوية والحطام الطائر ودمار المباني . وللتوضيح نقول أن قضية التجزؤ والتشظي تنشأ بالدرجة الأولى من مادة الهدف ، وهذه الحالة متوقع حدوثها نتيجة الفشل الديناميكي للسطح المعدني الداخلي بعد إرسال موجة اهتزاز shock waves خلال كتلة الهدف (مصطلح الفشل الديناميكي Dynamic Failure للمواد يناقش ضغوط التحميل ونسب الإجهاد العالية وتأثيرها على الفشل المادي والهيكلي للمادة) . لذا نجد وعلى نحو مميز ، أعداد كبيرة من الأجزاء والشظايا المتآكلة الصغيرة ، ذات الأوزان المليغرامية تتحرك بسرعات لنحو 1000 م/ث (نسبة كبيرة من هذه الأجزاء ستكون ذات كتل بتأثير مهمل جداً negligible effect ، لذا ستكون بمفعول معتدل نسبياً ، في المقابل فإن مقدار غير محدد سيمتلك طاقة حركية هامة وقاتلة للركاب البشريين) ، وكذلك لدينا السرعة المتبقية لمادة المقذوف التي تتسبب بشظايا أكبر حجما ، ويتراوح وزن هذه بين غرامات إلى عشرات الغرامات ، تتحرك بسرعة بضعة مئات الأمتار في الثانية الواحدة .الأجزاء يمكن أن تميز من خلال نمط تشكيلهم ، فهم يمكن أن يدعوا باسم التجزؤ الحلقي ring fragmentation أو يدعوا بالتآكل erosion . تشمل أجزاء التآكل مادة الهدف المثقوبة وكذلك أجزاء المقذوف ذاته . أما التجزؤ والتشظي الحلقي فينشأ من مادة الهدف وسطحه الداخلي ، حيث يتوقع حدوثه خلال عملية الفشل الديناميكي بعد إرسال موجات الاهتزاز ، تنتج عنها موجة شد tensile wave خلال كتلة الهدف .
إن أكثر المركبات الصناعية الليفية شهرة في الاستخدام للتطبيقات الباليستية يطلق عليها "الأراميد" Aramid من عائلة النايلون ، وهي ألياف صناعية مقاومة للحرارة (هم مستعملون أيضاً في التطبيقات الفضائية كبديل عن الأسبستوس asbestos) . ولمزيد من الدقة ، هي عبارة عن ألياف فيها السلاسل الجزيئية متوجه بدرجة عالية على طول محور الليف ، وبالتالي تزداد إمكانية نشوء الروابط الكيميائية بين السلاسل الجزيئية . ألياف الأراميد طورت أثناء الستينات وقدمت أولاً بشكل تجاري من قبل شركة DuPont في السبعينات تحت الاسم التجاري "كيفلار" Kevlar ، حيث يستخدم هذا المنتج كبطانة تشظيه داخلية لحماية أطقم الدبابات وعربات القتال المدرعة .
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق