Ang nakasuot ay milyun-milyong taong mas matanda kaysa sa sangkatauhan, at ito ay pangunahing binuo upang maprotektahan laban sa mga panga at kuko. Posibleng ang mga buwaya at pagong ay maaaring bahagyang magbigay ng inspirasyon sa mga tao na lumikha ng mga elemento ng proteksiyon. Ang lahat ng mga sandata ng lakas na kinetiko, maging ito ay isang paunang-panahong club o isang panunulak na nakasuot ng baluti, ay idinisenyo upang ituon ang malaking puwersa sa isang maliit na lugar, ang gawain nito ay upang tumagos sa target at magdulot ng maximum na pinsala dito. Dahil dito, ang gawain ng nakasuot ay upang maiwasan ito sa pamamagitan ng pag-deflect o pagwasak sa mga paraan ng pag-atake at / o pagpapakalat ng epekto ng enerhiya sa dami ng isang lugar hangga't maaari upang mai-minimize ang anumang pinsala sa lakas ng tao, mga sistema ng transportasyon at istraktura na pinoprotektahan nito.
Ang modernong baluti ay karaniwang binubuo ng isang matigas na panlabas na layer upang ihinto, iwaksi, o sirain ang projectile, isang intermediate layer na may napakataas na "trabaho upang masira", at isang malapot na panloob na layer upang maiwasan ang mga bitak at mga labi.
Bakal
Ang bakal, na naging unang materyal na malawakang ginamit sa paglikha ng mga nakabaluti na sasakyan, ay hinihiling pa rin, sa kabila ng paglitaw ng nakasuot batay sa ilaw na mga haluang metal ng aluminyo at titanium, mga keramika, mga pinaghalo na may isang polymer matrix, pinalakas ng mga hibla ng baso, aramid at ultra-mataas na molekular bigat na polyethylene, pati na rin ang mga pinaghalo na materyales na may isang metal matrix.
Maraming mga bakal na galingan, kasama ang SSAB, ay patuloy na nagkakaroon ng mga steel na may mataas na lakas para sa iba't ibang mga application na kritikal sa timbang tulad ng karagdagang sheathing. Ang armored steel grade ARM OX 600T, magagamit sa mga kapal ng 4-20 mm, ay magagamit na may garantisadong tigas ng 570 hanggang 640 HBW na mga yunit (pagpapaikli para sa Hardness, Brinell, Wolfram; isang pagsubok kung saan ang isang tungsten ball ng isang karaniwang lapad ay pinindot sa isang sample ng materyal na may kilalang puwersa, pagkatapos ay sinusukat ang diameter ng nabuo na pahingahan; pagkatapos ang mga parameter na ito ay pinalitan sa pormula, na nagbibigay-daan sa iyo upang makuha ang bilang ng mga yunit ng katigasan).
Binibigyang diin din ng SSAB ang kahalagahan ng pagkamit ng tamang balanse ng tigas at tigas para sa pagpasok at pagsabog ng proteksyon. Tulad ng lahat ng mga bakal, ang ARMOX 600T ay binubuo ng iron, carbon at bilang ng iba pang mga bahagi ng alloying kabilang ang silikon, mangganeso, posporus, asupre, chromium, nikel, molibdenum, at boron.
Mayroong mga limitasyon sa ginamit na mga diskarte sa pagmamanupaktura, lalo na pagdating sa temperatura. Ang bakal na ito ay hindi inilaan para sa karagdagang paggamot sa init; kung pinainit sa itaas 170 ° C pagkatapos ng paghahatid, hindi masisiguro ng SSAB ang mga katangian nito. Ang mga kumpanya na maaaring makalikot sa ganitong uri ng paghihigpit ay malamang na maakit ang malapit na pagsisiyasat ng mga tagagawa ng nakabaluti na sasakyan.
Ang isa pang kumpanya ng Sweden, Deform, ay nag-aalok ng mga bahagi ng armadong hindi nakasuot ng bala na mainit na nabuo na mga bahagi sa mga tagagawa ng nakabaluti ng sasakyan, partikular ang mga naghahanap upang mapabuti ang proteksyon ng mga sasakyang pangkomersyo / sibilyan.
Ang isang piraso ng Deform firewall ay naka-install sa Nissan PATROL 4x4, ang Volkswagen T6 TRANSPORTER minibus, at ang Isuzu D-MAX pickup truck, kasama ang isang solidong sheet sheet ng parehong materyal. Ang mainit na proseso ng pagbubuo na binuo ng Deform at ginamit sa paggawa ng sheet ay nagpapanatili ng tigas na 600HB [HBW].
Sinasabi ng kumpanya na maaari nitong ibalik ang mga pag-aari ng lahat ng mga bakal na bakal sa merkado habang pinapanatili ang isang hugis na tinukoy ng istraktura, habang ang mga nagresultang bahagi ay higit na nakahihigit sa tradisyunal na hinang at bahagyang magkakapatong na mga istraktura. Sa pamamaraang binuo ng Deform, ang mga sheet ay pinapatay at pinagsama pagkatapos ng mainit na forging. Salamat sa prosesong ito, posible na makakuha ng mga three-dimensional na hugis na hindi maaaring makuha ng malamig na pagbuo nang walang sapilitan sa mga ganitong kaso "mga hinang na lumalabag sa integridad ng mga kritikal na puntos."
Ang mga deform na hot-formed steel sheet ay ginamit sa BAE Systems BVS-10 at CV90 at, mula pa noong unang bahagi ng 1990, sa maraming mga makina ng Kraus-Maffei Wegmann (KMW). Ang mga order ay papasok para sa paggawa ng three-dimensional armor plate para sa LEOPARD 2 tank at maraming hugis na plate para sa BOXER at PUMA na mga sasakyan, kasama ang ilang mga Rheinmetall na sasakyan, kasama na ulit ang BOXER, pati na rin ang hatch para sa WIESEL na sasakyan. Gumagawa din ang deform sa iba pang mga proteksiyon na materyales kabilang ang aluminyo, kevlar / aramid at titanium.
Pag-unlad ng aluminyo
Tulad ng para sa mga nakabaluti na sasakyan, sa kauna-unahang pagkakataon ang kalasag ng aluminyo ay malawakang ginamit sa paggawa ng M113 na may armored na tauhan ng mga tauhan, na ginawa mula noong 1960. Ito ay isang haluang metal, na itinalaga 5083, naglalaman ng 4.5% magnesiyo at mas maliit na halaga ng mangganeso, bakal, tanso, carbon, sink, chromium, titan at iba pa. Bagaman pinananatili ng 5083 ang lakas nito nang maayos pagkatapos ng hinang, hindi ito isang madaling gamutin na haluang metal. Wala itong kasing mahusay na pagtutol sa 7.62mm bullets na butas sa baluti, ngunit, bilang kumpirmadong mga pagsusuri, pinahinto nito ang 14.5mm na mga bullets na may butas na gaya ng Soviet na mas mahusay kaysa sa bakal, habang nagse-save ng timbang at nagdaragdag ng nais na lakas. Para sa antas ng proteksyon na ito, ang sheet ng aluminyo ay mas makapal at 9 beses na mas malakas kaysa sa bakal na may mas mababang density na 265 r / cm3, na nagreresulta sa pagbawas ng bigat ng istraktura.
Ang mga tagagawa ng nakabaluti na sasakyan ay nagsimulang humiling ng mas magaan, mas malakas na ballistically, weldable at magagamot sa init na aluminyo na nakasuot, na humantong sa pag-unlad ni Alcan noong 7039 at kalaunan ay 7017, kapwa may mas mataas na nilalaman ng sink.
Tulad ng bakal, stamping at kasunod na pagpupulong ay maaaring negatibong nakakaapekto sa mga proteksiyon na katangian ng aluminyo. Kapag hinang, ang mga zone na apektado ng init ay lumalambot, ngunit ang kanilang lakas ay bahagyang naibalik dahil sa pagtigas habang natural na pagtanda. Ang istraktura ng metal ay nagbabago sa makitid na mga zone na malapit sa hinangin, na lumilikha ng malalaking mga natitirang stress sa kaganapan ng mga error sa hinang at / o pagpupulong. Dahil dito, ang mga diskarte sa pagmamanupaktura ay dapat na mabawasan ang mga ito, habang ang panganib ng pag-crack ng kaagnasan ng stress ay dapat ding mabawasan, lalo na kung ang buhay ng disenyo ng makina ay inaasahan na higit sa tatlong dekada.
Ang pag-crack ng kaagnasan ng stress ay isang proseso ng hitsura at paglaki ng mga bitak sa isang kinakaing unos na kapaligiran, na may posibilidad na lumala habang dumarami ang mga elemento ng alloying. Ang pagbuo ng mga bitak at ang kanilang kasunod na paglaki ay nangyayari bilang isang resulta ng pagsasabog ng hydrogen kasama ang mga hangganan ng butil.
Ang pagtukoy ng pagkamaramdamin sa pag-crack ay nagsisimula sa pagkuha ng isang maliit na halaga ng electrolyte mula sa mga bitak at pagsusuri nito. Ang mga pagsubok sa kaagnasan ng pagkabalisa ng mababang rate ng stress ay ginaganap upang matukoy kung gaano masama ang isang partikular na haluang metal na nasira. Ang mekanikal na pag-uunat ng dalawang mga sample (isa sa isang kinakaing unos na kapaligiran, at ang isa pa sa tuyong hangin) ay nangyayari hanggang sa sila ay mabigo, at pagkatapos ay ihinahambing ang pagpapapangit ng plastik sa lugar ng bali - mas maraming sample ang nababanat sa pagkabigo, mas mabuti.
Ang paglaban sa pag-crack ng kaagnasan ng stress ay maaaring mapabuti sa panahon ng pagproseso. Halimbawa, ayon sa Total Materia, na tumawag sa sarili na "pinakamalaking database ng mga materyales sa buong mundo," pinahusay ni Alcan ang pagganap ng 7017 sa pinabilis na mga pagsubok sa pag-crack ng kaagnasan ng stress ng 40 beses. Ang mga resulta na nakuha ay posible ring bumuo ng mga pamamaraan ng proteksyon ng kaagnasan para sa mga zone ng mga hinang na istraktura, kung saan mahirap iwasan ang mga natitirang stress. Na naglalayong pananaliksik sa pagpapabuti ng mga haluang metal upang ma-optimize ang mga electrochemical na katangian ng mga welded joint ay patuloy. Ang pagtatrabaho sa mga bagong haluang metal na magagamot na nakatuon sa init ay nakatuon sa pagpapabuti ng kanilang lakas at paglaban sa kaagnasan, habang ang pagtatrabaho sa mga hindi nakagagamot na haluang metal na nakagagamot ay naglalayong alisin ang mga hadlang na ipinataw ng mga kinakailangang weldability. Ang pinakamahirap na mga materyales sa pag-unlad ay magiging 50% mas malakas kaysa sa pinakamahusay na aluminyo nakasuot na ginagamit ngayon.
Ang mga alloys na mababang density tulad ng lithium aluminyo ay nag-aalok ng tungkol sa 10% pagtitipid ng timbang sa naunang mga haluang metal na may maihahambing na pagtutol ng bala, kahit na ang pagganap ng ballistic ay hindi pa ganap na nasusuri ayon sa Total Materia.
Ang mga pamamaraan ng hinang, kabilang ang mga robotic, ay nagpapabuti din. Kabilang sa mga gawaing nalulutas ay ang pagliit ng supply ng init, isang mas matatag na arc ng hinang dahil sa pagpapabuti ng mga sistema ng supply ng enerhiya at kawad, pati na rin ang pagsubaybay at kontrol sa proseso ng mga dalubhasang sistema.
Ang MTL Advanced Materials ay nagtrabaho kasama ang ALCOA Defense, isang kilalang tagagawa ng mga plate na nakasuot ng aluminyo, upang paunlarin kung ano ang inilalarawan ng kumpanya bilang isang "maaasahan at paulit-ulit na proseso ng malamig na pagbubuo." Sinabi ng kumpanya na ang mga aluminyo na haluang metal na binuo para sa mga aplikasyon ng nakasuot ay hindi idinisenyo para sa malamig na pagbuo, nangangahulugang ang bagong proseso na ito ay dapat makatulong na maiwasan ang mga karaniwang mode ng pagkabigo, kabilang ang pag-crack. Ang panghuli layunin ay upang paganahin ang mga taga-disenyo ng makina na i-minimize ang pangangailangan para sa hinang at bawasan ang bilang ng mga bahagi, ayon sa kumpanya. Ang pagbawas ng dami ng hinang, binibigyang diin ng kumpanya, pinatataas ang lakas ng istruktura at proteksyon ng mga tauhan habang binabawasan ang mga gastos sa produksyon. Simula sa mahusay na napatunayan na haluang metal na 5083-H131, ang kumpanya ay bumuo ng isang proseso para sa malamig na mga bahagi na bumubuo na may 90-degree na anggulo ng liko kasama at sa buong mga butil, pagkatapos ay lumipat sa mas kumplikadong mga materyales, halimbawa, mga haluang metal na 7017, 7020 at 7085, nakakamit din ang magagandang resulta.
Mga keramika at pinaghalo
Ilang taon na ang nakalilipas, inanunsyo ng Morgan Advanced Materials ang pagbuo ng maraming mga sistemang nakasuot ng SAMAS, na binubuo ng isang kumbinasyon ng mga advanced na keramika at istruktura na mga pinaghalong. Kasama sa linya ng produkto ang hinged armor, anti-fragmentation linings, survivability capsules na gawa sa istruktura na mga composite para sa pagpapalit ng mga metal na hull at pagprotekta sa mga module ng sandata, kapwa naninirahan at walang tao. Lahat ng mga ito ay maaaring iakma sa mga tukoy na kinakailangan o ginawa upang mag-order.
Nagbibigay ng proteksyon ng STANAG 4569 Antas 2-6, kasama ang pagganap na maraming epekto at pagtipid ng timbang (inaangkin ng kumpanya na ang mga sistemang ito ay may timbang na kalahati ng katulad na mga produktong bakal), at umangkop sa mga tukoy na banta, platform at misyon. … Ang mga anti-splinter linings ay maaaring gawin mula sa mga flat panel na may bigat na 12.3 kg upang masakop ang isang lugar na 0.36 m2 (mga 34 kg / m2) o solidong mga kabit na tumitimbang ng 12.8 kg para sa 0.55 m2 (mga 23.2 kg / m2).
Ayon sa Morgan Advanced Materials, ang karagdagang armor na idinisenyo para sa bago at paggawa ng makabago ng mga mayroon nang mga platform ay nag-aalok ng parehong mga kakayahan sa kalahati ng timbang. Nagbibigay ang sistemang may patenteng maximum na proteksyon laban sa isang malawak na hanay ng mga banta, kabilang ang maliliit at katamtamang kalibre ng sandata, mga improvised explosive device (IED) at mga rocket-propelled granada, pati na rin ang pagganap na may maraming epekto.
Ang isang "semi-istruktural" na sistema ng nakasuot na may mahusay na paglaban sa kaagnasan ay inaalok para sa mga module ng sandata (bilang karagdagan sa mga aplikasyon ng hangin at dagat), at kasama ang pag-save ng timbang at pagliit ng mga problema sa gitna ng grabidad, hindi katulad ng bakal, lumilikha ito ng mas kaunting mga problema sa pagkakatugma ng electromagnetic.
Ang proteksyon ng mga module ng armas ay isang partikular na problema, dahil ang mga ito ay isang kaakit-akit na target, dahil ang kanilang hindi pagpapagana ay lubhang pinahina ang utos ng mga tauhan ng sitwasyon at ang kakayahan ng sasakyan na harapin ang mga kalapit na banta. Mayroon din silang mga pinong optoelectronics at mahina na kuryenteng motor. Dahil ang mga ito ay karaniwang naka-install sa tuktok ng sasakyan, ang armoring ay dapat na magaan upang mapanatili ang gitna ng grabidad hangga't maaari.
Ang sistema ng proteksyon ng mga module ng armas, na maaaring magsama ng nakabaluti na baso at proteksyon ng itaas na bahagi, ay ganap na nalulumbay, ang dalawang tao ay maaaring muling pagsamahin ito sa loob ng 90 segundo. Ang mga kapsula ng nakakaligtas na kapsula ay ginawa mula sa inilarawan ng kumpanya bilang "natatanging matitigas na materyales at pormulasyong polimer," nagbibigay sila ng proteksyon ng shrapnel at maaaring ayusin sa bukid.
Proteksyon ng sundalo
Ang SPS (Soldier Protection System) na binuo ng 3M Ceradyne ay may kasamang mga helmet at pagsingit ng body armor para sa Integrated Head Protection System (IHPS) at VTP (Vital Torso Protection) - mga sangkap na ESAPI (Enhanced Small Arms Protective Insert) - pinahusay na insert para sa proteksyon laban sa maliit na bisig) ng SPS system.
Ang mga kinakailangan sa IHPS ay may kasamang mas magaan na timbang, proteksyon ng pasibo na pandinig at pinahusay na proteksyon na prangkahang epekto. Nagsasama rin ang system ng mga accessories tulad ng isang bahagi upang maprotektahan ang ibabang panga ng isang sundalo, isang proteksiyon na visor, isang mount para sa mga night goggle ng paningin, mga gabay para sa, halimbawa, flashlight at camera, at karagdagang proteksyon ng modular na bala. Ang kontrata, na nagkakahalaga ng higit sa $ 7 milyon, ay nagbibigay para sa supply ng halos 5,300 na mga helmet. Pansamantala, higit sa 30,000 mga ESAPI kit - mas magaan na pagsingit para sa body armor - ay maihahatid sa ilalim ng $ 36 milyong kontrata. Ang paggawa ng pareho ng mga kit na ito ay nagsimula noong 2017.
Sa ilalim din ng programang SPS, pinili ng KDH Defense ang SPECTRA SHIELD ng Honeywell at mga materyales ng GOLD SHIELD para sa limang subsystems, kasama na ang Torso at Extremity Protection (TEP) subsystem na ibibigay para sa proyekto ng SPS. Ang TEP protection system ay 26% mas magaan, na sa huli ay binabawasan ang bigat ng SPS system ng 10%. Gagamit ang KDH ng SPECTRA SHIELD, na kung saan ay batay sa UHMWPE fiber, at GOLD SHIELD, batay sa mga aramid fibers, sa sarili nitong mga produkto para sa sistemang ito.
Hibla ng SPECTRA
Gumagamit ang Honeywell ng pagmamay-ari ng polymer fiber spinning at proseso ng pagguhit upang mai-embed ang hilaw na materyal ng UHMWPE sa SPECTRA fiber. Ang materyal na ito ay 10 beses na mas malakas kaysa sa bakal sa mga tuntunin ng timbang, ang tiyak na lakas na ito ay 40% mas mataas kaysa sa aramid fiber, mayroon itong mas mataas na natutunaw na punto kaysa sa karaniwang polyethylene (150 ° C) at higit na paglaban sa pagsusuot kumpara sa iba pang mga polimer, para sa halimbawa, polyester.
Ang malakas at matibay na materyal ng SPECTRA ay nagpapakita ng mataas na pagpapapangit nang masira, iyon ay, napakalakas nitong lumalawak bago masira; pinapayagan ng pag-aari na ito ang isang malaking halaga ng enerhiya ng epekto na maunawaan. Inaangkin ni Honeywell na ang mga compound ng SPECTRA fiber ay mahusay na gumaganap sa ilalim ng mataas na bilis ng mga epekto tulad ng mga rifle bullets at shock waves. Ayon sa kumpanya, "Ang aming advanced na hibla ay tumutugon sa epekto sa pamamagitan ng mabilis na pag-aalis ng lakas na kinetiko mula sa epekto ng lugar … mayroon din itong mahusay na panginginig ng panginginig, mahusay na paglaban sa paulit-ulit na mga deformation at mahusay na panloob na mga katangian ng alitan ng mga hibla kasama ang mahusay na paglaban sa mga kemikal, tubig at ilaw ng UV."
Sa teknolohiyang SHIELD nito, ang Honeywell ay nagkakalat ng mga parallel strands ng fibers at pinagbuklod ang mga ito nang magkasama sa pamamagitan ng pagbibigay impregnate sa kanila ng isang advanced na dagta upang lumikha ng isang unidirectional ribbon. Pagkatapos ang mga layer ng tape na ito ay inilalagay nang paikot sa nais na mga anggulo at sa isang naibigay na temperatura at presyon, na hinang sa isang pinaghalong istraktura. Para sa malambot na naisusuot na mga application, ito ay nakalamina sa pagitan ng dalawang mga layer ng manipis at may kakayahang umangkop na transparent film. Dahil ang mga hibla ay mananatiling tuwid at kahanay, napapawi nila ang enerhiya ng epekto nang mas mahusay kaysa sa kung hinabi sila sa isang habi na tela.
Gumagamit din ang Short Bark Industries ng SPECTRA SHIELD sa bodyguard ng BCS (Ballistic Combat Shirt) para sa SPS TEP system. Dalubhasa ang Maikling Bark sa malambot na proteksyon, pantaktika na damit at mga aksesorya.
Ayon kay Honeywell, ang mga sundalo ay pumili ng mga elemento ng proteksiyon na ginawa mula sa mga materyal na ito matapos nilang maipakita ang higit na mahusay na pagganap kaysa sa kanilang mga katapat na hibla na aramid.
