세라믹 갑옷

Ceramic armor

세라믹 갑옷은 장갑차와 개인 갑옷에 사용되는 갑옷으로 높은 경도와 압축력을 통해 발사체의 침투에 저항한다.세라믹은 일정 수준의 저항을 위해 금속 합금보다 무게가 덜 나가기 때문에 가벼운 무게가 중요한 곳에 자주 사용된다.가장 흔한 재료는 알루미나, 붕소 카바이드, 실리콘 카바이드, 티타늄 디보리드다.[1]

역사

1918년도의 실험은 세라믹 갑옷의 가능성을 보여주었다; 네빌 먼로-홉킨스 소령은 에나멜을 얇은 층으로 철에 첨가하는 것이 그 탄도 특성을 크게 향상시킨다는 것을 발견했다.그것의 첫 작전 용도는 베트남 전쟁이[2] 되어서야 헬리콥터가 자주 소형 무기 포격을 받게 되었다.1965년 헬리콥터 승무원들에게 세라믹 보디 아머가 지급되었고, 조종석에 '강경 합성' 갑옷 키트가 추가되었다.이듬해까지 일체형 세라믹 조끼와 기체에 탑재된 갑옷 패널이 배치되었다.'휴이' 헬기에서는 이런 개선으로 사망자가 53%, 비치사자가 27% 줄어든 것으로 추정됐다.

디자인

세라믹 갑옷 디자인은 단일 플레이트에서 3차원 매트릭스를 사용하는 시스템에 이르기까지 다양하다.세라믹 갑옷의 첫 특허 중 하나는 1967년 Goodyear Aerospace Corporation에 의해 출원되었다.알루미나 세라믹 구체들을 얇은 알루미늄 시트에 박아 각 층의 구들이 주변 층의 구들 사이의 틈새를 채울 수 있도록 층을 이루면서 차체 중심의 큐빅 패킹 구조와 비슷한 방식으로 적용했다.전체 시스템은 폴리우레탄 거품과 두꺼운 알루미늄 받침으로 함께 고정되었다.[3]이 개발은 매트릭스 기반 설계의 효과를 입증하였고, 다른 매트릭스 기반 시스템의 개발을 촉진하였다.이 중 대부분은 원통형, 육각형 또는 구형 세라믹 원소와 일부 비파선 전용 합금을 결합한다.[1]반면 단일판 갑옷은 철판 대신 전통적인 탄도 조끼에 미끄러져 들어가는 첨단 세라믹의 단일판에 의존한다.

메커니즘

하드 세라믹 소재는 운동 에너지 발사체를 산산조각내 관통력을 떨어뜨려 격파한다.HEAT 라운드에 대비하여 세라믹 소자는 형상 전하에 의해 생성되는 금속 제트의 기하학적 구조를 분해하여 관통력을 크게 감소시킨다.두 경우 모두 단단하지만 부서지기 쉬운 세라믹 원소가 산산조각 나는데, 이 원소 자체가 구속되지 않으면 위험할 수 있다.이러한 이유로 세라믹 소재는 일반적으로 금속이나 폴리머 복합 재료의 연성 배접에 의해 지지된다.이 배접 구조는 또한 세라믹 요소들을 제자리에 고정시켜 놓아서 그것들이 단순히 옆으로 밀치는 것이 아니라 충격을 흡수한다.

적용들

인원

세라믹 보디 아머 플레이트

세라믹 플레이트는 보통 부드러운 탄도 조끼에 삽입물로 사용된다.방탄복에 사용되는 대부분의 세라믹 플레이트는 소총 탄환을 막을 수 있는 국립사법연구소의 제3형 보호장치를 제공한다.세라믹 플레이트는 복합 갑옷의 일종이다.인서트 플레이트는 강철 또는 초고분자 폴리에틸렌으로 제작될 수도 있다.

세라믹 플레이트는 보통 부드러운 갑옷 조끼의 바깥 층으로 미끄러져 들어간다.앞쪽과 뒤쪽에 각각 하나씩, 또는 앞쪽과 뒤쪽에 각각 하나의 범용판이 있을 수 있다.일부 조끼는 측면의 작은 판을 사용하여 추가적인 보호를 할 수 있다.

미군이 발행한 세라믹 플레이트를 ESAPI(Enhanced Small Arms Protection Insert)라고 부른다.

하나의 NIJ 타입 III 플레이트에 대한 대략적인 중량은 10" x 12"의 일반적인 크기에 대해 4-8파운드(1.8–3.6 kg)이다.다른 종류의 판들은 크기가 다르고 보호 수준이 다르다.예를 들어 MC-Plate(최대 커버리지 플레이트)는 표준 세라믹 플레이트보다 19% 더 커버리지를 제공한다.

세라믹 재료, 재료 가공 및 세라믹 침투 역학의 발전은 학문적, 산업적 활동의 중요한 영역이다.이 세라믹 갑옷 연구의 결합 분야는 광범위하며 아마도 미국 세라믹 소사이어티가 가장 잘 요약한 분야일 것이다.ACERS는 수년 동안 매년 갑옷 회의를 운영해 왔으며 2004-2007년 절차를 정리한 바 있다.[4]조끼와 관련된 특수활동 영역은 소형 세라믹 구성품의 새로운 사용이다.몸통 크기의 대형 세라믹 플레이트는 제작이 복잡하고 사용 시 균열이 발생할 수 있다.모노리틱 플레이트는 또한 큰 충격 파괴 구역의 결과로 인해 제한된 멀티 히트 용량을 가진다. 이것들은 새로운 유형의 갑옷 플레이트에 대한 동기들이다.이러한 새로운 설계는 견고하거나 유연하거나 반 유연할 수 있는 2차원 및 3차원 세라믹 요소 배열을 사용한다.드래곤 스킨 방탄복은 미군에 의해 수행된 수많은 실험에서 실패했지만 거부당했음에도 불구하고 이러한 시스템 중 하나이다.구형과 육각형 어레이의 유럽 개발은 어느 정도 유연하고 멀티히트 성능을 가진 제품을 만들어냈다.[5]세라믹 소자의 가장자리에서 유연하고 일관된 탄도 성능을 가진 어레이형 시스템의 제조는 활발한 연구 영역이다.또한 첨단 세라믹 가공 기법 어레이에는 접착제 조립 방법이 필요하다.한 가지 새로운 접근 방식은 세라믹 어레이를 조립하기 위해 후크와 루프 고정 장치를 사용하는 것이다.[6]

참조

  1. ^ a b Yang, M.; Qiao, P. (2010). "High energy absorbing materials for blast resistant design". Blast Protection of Civil Infrastructures and Vehicles Using Composites. pp. 88–119. doi:10.1533/9781845698034.1.88. ISBN 978-1-84569-399-2.
  2. ^ J., Hazell, Paul (July 29, 2015). Armour : materials, theory, and design. Boca Raton, FL. ISBN 9781482238303. OCLC 913513740.
  3. ^ Goodyear Aerospace Corporation에 의한 탄도 갑옷 시스템 (1967, 5월 10일)US4179979A.2018년 11월 28일 접속. [온라인]사용 가능:구글 특허
  4. ^ 와일리, 세라믹 아머 III ACS의 발전
  5. ^ 텐케이트 아레스실드
  6. ^ 포스터 밀러 라스트 아머