Lehká kovová pěna zastaví střelu z kulometu stejně dobře jako ocel  
Kompozitní kovové pěny slibují nové pancíře pro obrněná vozidla, které budou odolné jako ocel, ale přitom dvakrát lehčí. Kromě toho jsou kovové pěny slušně odolné vůči plameni, horku, a také různým typům tvrdého záření. Po takovém materiálu rádi sáhnou vojenští i civilní vývojáři.
Střela kalibru .50 nemá proti kovové pěně šanci. Kredit: North Carolina State University.
Střela kalibru .50 nemá proti kovové pěně šanci. Kredit: North Carolina State University.

Věčný souboj zbraní a pancířů pokračuje. Nejnovější pancíř pro obrněná vozidla obsahuje pozoruhodnou kompozitní kovovou pěnu CMF (composite metal foam), s jejíž pomocí dokáže zastavit průbojnou střelu kalibru .50 BMG neboli 12,7 × 99 mm NATO stejně dobře jako klasicky používaná ocel. Tato pěna je ale zároveň o polovinu lehčí než ocel. S takovým pancířem teď budou konstruktéři vyvíjet lehčí obrněná vozidla, aniž by obětovali jejich ochranu anebo budou moct jejich ochranu zlepšit, aniž by tím zvýšili hmotnost takového vozidla.

 

Kompozitní kovovou pěnu tvoří duté kovové kuličky, které jsou vytvořené z nerezové oceli nebo titanu a zabudované do kovové matrice z oceli, titanu, hliníku nebo kovových slitin. V tomto případě materiáloví vědci vytvořili pěnu z ocelových kuliček v ocelové matrici. Tuto pěnu zabudovali do robustního pancíře, který zepředu tvoří keramické pláty, uprostřed je tato ocelová pěna a vnitřní část je z hliníku.

 

Afsaneh Rabiei. Kredit: North Carolina State University.
Afsaneh Rabiei. Kredit: North Carolina State University.

Autorka kovové pěny Afsaneh Rabiei z americké North Carolina State University a její spolupracovníci následně tento pancíř testovali střelami kalibru .50 BMG a také protipancéřovou municí. Během testu na pancíř pálili střely tak, aby při zásahu pancíře měly rychlost od 500 až po 885 metrů za sekundu. Vrstva kovové pěny v pancíři absorbovala 72-75 procent kinetické energie střel kalibru .50 BMG a 68-78 procent kinetické energie protipancéřových střel. To je zcela srovnatelné se soudobým ocelovým pancířem.

 

Pro představu. Střela kalibru .50 BMG zcela vlevo. Kredit: Richard C. Wysong II / Wikimedia Commons.
Pro představu. Střela kalibru .50 BMG zcela vlevo. Kredit: Richard C. Wysong II / Wikimedia Commons.

Podle Rabieiové jejich experimenty ukázaly, že kompozitní kovová pěna nabízí výrazné vylepšení stávajících pancířů pro obrněná vozidla. Navíc je prý stále ještě prostor pro zlepšení. Jejich tým může ještě více vyladit tloušťku a další vlastnosti jednotlivých vrstev pancíře, tedy keramických plátů, kovové pěny a vnitřní vrstvy hliníku. Rabieiová je přesvědčená, že tímto způsobem mohou dosáhnout ještě nižší výsledné váhy pancíře a dále zlepšit jeho výsledné parametry.

 

Tým Rabieiové již dříve zjistil, že pancíř s kompozitní kovovou pěnou může úspěšně odolat tlaku exploze a roji bleskurychle letících střepin tříštivě zápalných střel (HEI, high explosive incendiary rounds), které explodují ve vzdálenosti necelého půlmetru od pancíře. Badatelé také ověřili, že protipancéřovou střelu ráže 7,62 × 51 mm NATO zastaví pancíř s kovovou pěnou o tloušťce méně než 2,5 centimetru.


Jako příjemný bonus ke slušné pevnosti a lehké váze je kompozitní kovová pěna velice schopná při stínění rentgenového záření, gama záření i neutronového záření. Jako by to nestačilo, pěna CMF si poradí s přímým ohněm a horkem dvakrát lépe než samotné kovy, z nichž je vytvořená. Vše nasvědčuje tomu, že by se kompozitní kovové pěny rozmanitého složení mohly uplatnit ve spoustě zajímavých aplikací, od leteckého a vesmírného průmyslu, až po vojenské či bezpečnostní technologie, dopravu nebo třeba uskladňování a převoz nebezpečných materiálů.

Video:  Metal Foam Stops .50 Caliber Rounds As Well As Steel



Literatura
North Carolina State University 5. 6. 2019, Composite Structures online 28. 5. 2019.

Datum: 06.06.2019
Tisk článku

Související články:

Kovová pěna rozseká průraznou kulku na prach     Autor: Stanislav Mihulka (09.04.2016)
Porézní 3D grafen je velmi lehký a přitom desetkrát pevnější než ocel     Autor: Stanislav Mihulka (10.01.2017)
Grafenový pancíř je pro kulky tvrdší než diamant     Autor: Stanislav Mihulka (26.12.2017)



Diskuze:

Dovolím si pochybovat o tom

Čestmír Berka,2019-06-11 22:02:45

"stínění rentgenového záření, gama záření i neutronového záření." - Myslím, že odstínit RTG záření nebude problém, kompozit u neutronového záření je také v pořádku, ale to gama se odstíní buď tlustou vrstvou lehkého materiálu nebo tenkou vrstvou těžkého materálu

Odpovědět

Libra Snail

Lukáš Kříž,2019-06-10 08:41:50

A teď ať to předvedou s Libra Snail a uvidíme, jak obstojí.

Odpovědět

Poškozuení velké plochy

Florian Stanislav,2019-06-06 20:49:48

Na videu je vidět poškození plochy průměru asi 20x větší jak ráže střely. Viděl jsem pěchotní
ruční zbraň s rotační hlavní jak střelbou do stejného místa rozbije velkou betonovou krychli.
Ocel prohne okraje vstřelu a jinak nic. Pěna absorbuje energii, ale má poškození okolí vstřelu jako prasklé sklo.

Odpovědět


Re: Poškozuení velké plochy

Vojtěch Kocián,2019-06-07 12:38:20

To popraskání bude nejspíš ta vnější keramická vrstva. Někam se ta energie absorbovat musí. Keramické pláty neprůstřelných vest také po zásahu praskají, ale pokud střelu deformují tak, že je vnitřními vrstvami snáze zachytitelná, tak svou práci odvedou. Vhodné pro pancíř, co má vydržet soustřednou palbu, to asi nebude, ale je spousta aplikací nejen ve vojenství, kde se ochrana proti jednotlivým impaktům cení víc

Odpovědět


Re: Re: Poškozuení velké plochy

Alexandr Kostka,2019-06-07 15:17:18

Soustředěnou palbu nevydrží ani klasický pancíř. Víceméně platí, že první dobře mířená a posazená rána je i poslední. Úspěšně brání spíš proti střepinám, dávkám z malých ráží, nepřesným zásahům a podobně.

Odpovědět


Re: Re: Poškozuení velké plochy

Florian Stanislav,2019-06-07 16:57:38

Nerozumím, video ukazuje pancíř z pěnového kovu, ne keramickou vrstvu.
Obrázky skutečných zásahů a průstřelů pancíře (tanků) protipacnéřovým nábojem nemají paprsčité trhliny kolem vstřelu. Uvnitř mohou vzniknout střepiny z pancíře. Kumulativní nálože pancíř propálí malým otvorem pomocí rychlé plazny plynů.
https://www.armadninoviny.cz/tank-zasazen-co-se-deje-po-zasahu-tanku-cast-2-.html
http://xboxtankista.blogspot.com/2015/02/jak-vypadaji-opravdove-zasahy-tanku.html

Odpovědět


Re: Re: Re: Poškozuení velké plochy

Vojtěch Kocián,2019-06-07 18:46:14

Z článku: "Tuto pěnu zabudovali do robustního pancíře, který zepředu tvoří keramické pláty, uprostřed je tato ocelová pěna a vnitřní část je z hliníku."
Rozhodně nestříleli jen do té pěny, ale do kompletní sestavy. Je to vidět i v části, kde měřili průhyb, který výstřel způsobil na druhé straně, která je evidentně z jiného materiálu.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Poškozuení velké plochy

Florian Stanislav,2019-06-07 21:42:48

Děkuji, moje chyba při čtení článku. Námitka zůstává, praskliny na keramické vrstvě jsou (proti oceli) plošně obrovské, což zhrošuje pevnost při opakovaném zásahu do blízkého místa, toho pěchotní zbraně schopny jsou. A nejde o neprůstřelné vesty, ale jak píšou, o robustní pancíř.
Vrstvené pancíře se používají dlouho včetně tlumícího efektu roztříštění keramické vrsty-viz
http://mainbattletanks.czweb.org/Tanky/subsys/vrstpanc.htm

Odpovědět


Re: Poškozuení velké plochy

Jarda Votruba,2019-06-10 10:34:44

už střílím asi 20 let a samozřejmě jsme dělali testy s různými materiály na padací gongy, takže něco málo ( opravdu málo) o tom jak se chovají střely vím.

Na videu je použita střela s olověným jádrem. Alespon podle zbytku střely ( kvalita videa je mizerná). Což je střela která se moc nepoužívá ( spíše odstřelovači). Běžnější je měkké ocelové jádro, případně tvrdé průbojné.

Ten pancíř pěkně absorbuje energii. To je pravda, ale otázka je, jak se pancíř bude chovat ve větší ploše. Zde na videu mohou rázové vlny kmitat do bočních stran do prostoru. Ve větší ploše by možná byla poškozená oblast větší. Otázka je, jako soudržnost mají ty kuličky. Každopádně je to logické, že se při nárazu střely kuličky budou deformovat, trhat spojení mezi sebou a tím postupně pohlcovat energii.

osobně jsem viděl, jak gong z hardoxu 500, 5 mm silný odolá střelám ráže 0.308 (0.311) až do energie cca 4000 J s měkkým ocelovým jádrem. A naopak jej probila kulička 0.223 který vážila jen 55 gr a byla z měkkého olova (full mantel), ale byla nahoněna na rychlost 1100 m/s ( do rychlosti 1000 m/s se střela jen rozprášila a udělala jen prohluben)


Na druhou stranu jsem viděl video na trubce kde stříleli s 50 BMG na ostří katany a ta kulka se o ostří rozpůlila.

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni
















Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace