فولاد تنگستن در برابر گلوله‌های 50 BMG در مطالعه زره آزمایش شد

این سوال که آیا فولاد تنگستن می‌تواند به طور موثر گلوله .50 BMG را مسدود کند، یک پاسخ ساده بله یا خیر نیست. این امر نیازمند یک بررسی عمیق در تقاطع علم مواد و بالستیک است، جایی که عملکرد به مهندسی دقیق و دفاع‌های لایه‌ای بستگی دارد.

قدرت گلوله .50 BMG

کارتریج .50 Browning Machine Gun (BMG) در میان قدرتمندترین مهمات سلاح‌های کوچک در استفاده گسترده است. با کالیبر بزرگ، پرتابه سنگین و سرعت دهانه بالا، انرژی جنبشی ویرانگری را ارائه می‌دهد که قادر به نفوذ به اکثر سیستم‌های زرهی معمولی است. جرم و سرعت زیاد گلوله، فشار شدیدی را در هنگام برخورد ایجاد می‌کند و مقاومت استثنایی را از هر ماده‌ای که سعی در متوقف کردن آن دارد، طلب می‌کند.

فولاد تنگستن: ماده‌ای با خواص فوق‌العاده

فولاد تنگستن، که از نظر فنی به عنوان کاربید سیمانی شناخته می‌شود، ذرات کاربید تنگستن را با یک چسب فلزی (معمولاً کبالت) ترکیب می‌کند. این ماده کامپوزیت سختی فوق‌العاده‌ای را به دست می‌آورد - نزدیک به الماس - در حالی که چقرمگی قابل توجهی را حفظ می‌کند. مقاومت فشاری آن از اکثر فلزات فراتر می‌رود و از نظر تئوری برای محافظت بالستیک مناسب است.

با این حال، سختی مواد به تنهایی، مقاومت در برابر گلوله را تضمین نمی‌کند. چالش واقعی در مدیریت انتقال انرژی جنبشی نهفته است. هنگامی که یک گلوله .50 BMG برخورد می‌کند، انرژی آن باید از طریق تغییر شکل، گرما و شکست کنترل شده پرتابه و زره پراکنده شود.

معضل ضخامت

آزمایش‌های آزمایشگاهی نشان می‌دهد که صفحات کاربید تنگستن یکپارچه به طور بالقوه می‌توانند گلوله‌های .50 BMG را متوقف کنند، اما در ضخامت‌های غیرعملی که از چندین اینچ فراتر می‌رود. چنین راه‌حلی برای اکثر کاربردها بسیار سنگین خواهد بود، زیرا آلیاژهای تنگستن معمولاً حدود دو برابر فولاد برای حجم‌های معادل وزن دارند.

به طور جدی‌تر، مواد سخت بسیار ضخیم تمایل دارند در اثر ضربه با سرعت بالا، حالت‌های شکست شکننده‌ای را نشان دهند. زره ممکن است نفوذ اولیه را متوقف کند، اما می‌تواند به طور فاجعه‌باری از موج ضربه‌ای شکسته شود و قطعات ترکش خطرناکی ایجاد کند.

راه‌حل‌های زرهی مدرن

طراحی زره معاصر از تنگستن در سیستم‌های لایه‌ای پیچیده به جای تکیه بر صفحات یکپارچه استفاده می‌کند. این پیکربندی‌های ترکیبی ممکن است شامل موارد زیر باشد:

• یک لایه جلویی از فولاد سخت شده برای شروع تغییر شکل گلوله
• کاشی‌های کاربید تنگستن برای فرسایش بیشتر پرتابه
• مواد پشتیبان کامپوزیت برای جذب انرژی باقیمانده
• لایه های میانی الاستیک برای کاهش ترکش

این رویکرد از سختی تنگستن استفاده می‌کند و در عین حال با جفت‌سازی هوشمندانه مواد، شکنندگی آن را جبران می‌کند. گزارش شده است که سیستم‌های زرهی پیشرفته ارتش ایالات متحده چنین طرح‌های تقویت‌شده با تنگستن را برای کاربردهای تخصصی در خود جای داده‌اند.

حکم

در حالی که فولاد تنگستن خالص از نظر تئوری می‌تواند یک گلوله .50 BMG را با ضخامت کافی متوقف کند، راه‌حل‌های زرهی عملی به مهندسی ظریف‌تری نیاز دارند. سیستم‌های حفاظتی مدرن، تنگستن را با مواد دیگر ترکیب می‌کنند تا موانع سبک‌تر و موثرتری در برابر تهدیدات بالستیک شدید ایجاد کنند.