Hava Taşıtları için Refrakter Zırh Araştırması

Amaç:Askeri tipteki helikopter ve benzeri sınıfdaki hava taşıtları için hafifi refrakter zırh geliştirmek.

Araştırmaya başlamadan önce kevları anlamak ve tanımdak istedim.

Para-Aramid (Kevlar)

Para-aramid, otomobil lastikleri içindeki çelik tellerin yerine kullanılacak bir malzeme arayışı esnasında, 1971 senesinde Dupont tarafından geliştirilmiştir.

Aramid ismi "aromatik poliamid"den türetilmiştir. Aramidin kimyevi bileşimi "poli para fenilen terepitelamid" olarak tanımlanır. Bu nedenle malzeme yaygın olarak para-aramid olarak da adlandırılır. İlave olarak, 1960'lı yıllarda geliştirilen ve meta-aramid olarak tanımlanan bir aramid türü daha mevcuttur bununla birlikte meta-aramid'ler bu yazının kapsamı dışındadır.

Aramid, naylon ailesinin bir üyesidir. Sıradan naylon türevleri üstün yapısal niteliklere sahip olmamakla birlikte aramidler yüksek mukavemete ve modüle sahip ilk organik liflerdir.

Dupont tarafından üretilen ilk para-aramid lifi ise "Kevlar" ticari adıyla tescil edilmiş bir malzemedir.

Farklı uygulamalar için geliştirilmiş muhtelif Kevlar türevleri mevcuttur. En çok bilinenleri;

aramid

  • Kevlar 29 lifi; yüksek mukavemet (3600 MPa), düşük yoğunluk (1440 kg/m³), yüksek kopma uzaması (%4.0).  Zırh malzemeleri, halatlar, kablolar ve asbest yerine kullanılır.
  • Kevlar 49 lifi; yüksek modül (131 GPa), yüksek mukavemet (3800 MPa), düşük yoğunluk (1440 kg/m³), düşük kopma uzaması (%2.8).  Denizcilik ve otomotiv uygulamalarında yaygın olarak kullanılır.
  • Kevlar 149 lifi; çok yüksek modül (186 GPa), yüksek mukavemet (3400 MPa),  düşük yoğunluk (1470 kg/m³), çok düşük kopma uzaması (%2.0). Havacılık ve uzay uygulamalarında kullanılır.

Kevlar 100, Kevlar 119, Kevlar 129, Kevlar 159, Kevlar XP gibi çeşitli uygulama sahaları için geliştirilmiş  para-aramid ürevleri de mevcuttur. Piyasada yaygın olarak bulunabilen ve kısaca kevlar olarak belirtilen ürün ise Kevlar 49'dur.  

Dünya üzerindeki ikinci büyük aramid üreticisi ise Japon Teijin'dir. Para-aramid ailesinden Technora (Kevlar 29 muadili) ve Twaron da (Kevlar 49 muadili) geniş bir kullanıcı yelpazesine ulaşmıştır. Twaron molekül yapısı olarak Kevlar'dan hafifçe farklılık gösterir.

Bunun yanında Çin'in de üçüncü büyük oyuncu olarak aramid piyasasına girmesi söz konusudur.

Aramid Molekülü

Para-aramidlerin temel niteliklerini belirtirmek gerekirse:

Üstünlük olarak;

  • Düşük yoğunluk
  • Yüksek esneklik modülü
  • Yüksek çekme mukavemeti
  • Yüksek darbe mukavemeti
  • Yüksek yorulma mukavemeti
  • Yüksek sürtünme mukavemeti
  • Yüksek kimyasal dayanıklılık
  • Düşük kopma uzaması
  • Düşük ısıl genleşme
  • Ateşe dayanıklılık (Erime noktası yok, 500°C de bozulma başlar)
  • Yalıtkanlık

Zafiyet olarak;

  • Morötesi ışınlara karşı hassasiyet (sürekli karanlıkta saklanmaları gereklidir, güneşe maruz kaldığında hızla mukavemet kaybına uğramaya ve parlak sarı olan rengi kahverengiye dönmeye başlar.)
  • Lif veya kumaş halindeyken katlama, büzme gibi etkilerle zarar görebilmesi ve ham ürünün depolama zorluğu
  • Kesme ve işleme zorluğu
  • Bünyesine nem almaya meyilli olması
  • Tuzlara ve asitlere karşı hassasiyet
  • Düşük basma mukavemeti

olarak sayılabilir.

 

Araştırma:
Araştırma için en uygun malzeme günümüzde kevlar ismi ile tanılan oldukça sağlam bir para-aramid elyaf. Para-aramid elyafın üzerine Al2O3 esaslı yaptığım 1cm kalınlığında seramik plakalar koydum ve test ettim. Sonuç gayet olumlu oldu plakaya 30m den 45 derecelik açı ile 7.62mm çapındaki G3 piyade tüfeğiyle ateş edildi ve mermiler plaka üzerinde kaldı.

Al2O3 Plakaların darbe ve ani şoklara karşı gösterdiği direnç merminin şiddetini minimuma indiriyor. Para-aramid elyaf'ın önüne yapıştırdığım plakalar meminin çarpması ile parçalanıyor. Plakayı parçalayan mermi çekirdeği gücünü büyük ölçüde kaybederek Para-aramid elyafda tutuluyor.

Saldırıya uğramış helikopter güvenli bir üsse ulaştığında zarar görmüş Zırh kolayca sökülerek bir yedeği ile değiştirilebilmektedir.

Para-aramid elyaflı Al2O3 Plakaların soğuk sıcak şok lamalara karşıda dayanıklı olduğunu test ettim. Ayrıca plakaların askeri renklere de kolayca boyanabileceğini gördüm.

Bu zırhı karadan havaya yada havadan havaya atılan roketler için tam bir koruma sağlamasını amaçlıyorum fakat bu testleri yapabilecek imkanları bulamıyorum
Askeri RPG yada LAV gibi roketlerle zırh plakalarına test amaçlı atışlar yapılması gerekiyor bu testleri yapabilmek için halen destek aramaktayım…

Karşılaşılan Problemler:
Halen geliştirmek için çaba sarf ettiğim bu zırhta karşılaştığım en büyük problem plakaların ağırlığıdır. Tank zırhlarında da benzer bir plaka kullanmama rağmen tank yapısı gereği bu ağırlıkta bir zırhı taşıyabiliyor fakat helikopterlerde ağırlık problemi ciddi bir sorun. Heli refrakter zırhımı hafifleştirmek zırhın direnç gücünden ödün vermeği gerektiriyor bense dayanıklılık ve ağırlık arasında kalmamak için araştırmamı daha farklı malzemeler üzerinde çalışmaya götürme çabasındayım.

Bu Zırh plakasına Ak47 piyade tüfeyi ile 30m den 2 atış yapılmıştır ve testi geçmiştir.

Silisyum karbür plaka destekli bu zırha G3 piyade tüfeyi ile 2 atış yapılmıştır ve testi geçmiştir

 

personal intrests

kişisel ilgi alanları

links

linkler