Metallskum stoppar 0.50 kaliberkulor samt stål

Forskare har visat att fordonspansar som använder kompositmetallskum (CMF) kan stoppa 0.50 kaliberbollar och pansargenomträngande skott såväl som konventionella stålpansar, även om den väger mindre än hälften av konventionell stålpansar. Denna upptäckt innebär att fordonsdesigners kommer att kunna utveckla lättare militärfordon utan att offra säkerheten, eller kan öka skyddet utan att göra fordonet tyngre.

CMF är ett skum som består av ihåliga metallsfärer - gjorda av material som rostfritt stål eller titan - inbäddade i en metallmatris gjord av stål, titan, aluminium eller andra metallegeringar. I den här studien använde forskarna en stål-stål CMF, vilket innebär att både sfärerna och matrisen var gjorda av stål.

I denna studie tillverkade forskarna ett hårt pansarsystem bestående av en keramisk panel, CMF-kärna och en tunn aluminiumplatta. Pansringen testades med 0.50-kaliberbollar och pansargenomträngande ammunition. Pansringen testades med projektiler som avfyrades med anslagshastigheter från 500 meter per sekund till 885 meter per sekund.

CMF-lagret i pansaret kunde absorbera 72-75 procent av kulans kinetiska energi och 68-78 procent av den pansargenomträngande projektilens kinetiska energi.

CMF-pansar är mindre än hälften av vikten av det rullade homogena stålpansar som behövs för att uppnå samma skyddsnivå, och Rabiei, uppfinnaren av CMF, tillbringade flera år med att utveckla och testa CMF-materialet. Med andra ord kunde vi minska vikten avsevärt utan att ge avkall på skyddet – vilket gynnar fordonets prestanda och bränsleeffektivitet.

Detta arbete visar att CMF kan ge betydande fördelar för fordonsrustning, men det finns fortfarande utrymme för förbättringar. Dessa fynd härrör från pansartestresultat som producerats genom att helt enkelt kombinera stål-stål CMFs med off-the-shelf keramiska paneler, aluminiumstödplåtar och bundna material. CMF-materialet optimerades helt enkelt genom att byta ut stålplåtarna i standardfordonspansar med stålstål CMF-pansar. Det finns mer vi kan göra för att göra det bättre. Till exempel vill vi optimera vidhäftningen och tjockleken på keramik-, CMF- och aluminiumskikten, vilket kan minska den totala vikten och förbättra effektiviteten hos den slutliga pansringen.

Förutom att vara lätta är CMF:er också mycket effektiva för att skärma av mot röntgenstrålar, gammastrålar och neutronstrålning – och tål dubbelt så mycket eld och värme som de vanliga metaller de är gjorda av.

Kort sagt lovar CMF att användas i en mängd olika applikationer: från rymdutforskning till transport av kärnavfall, sprängämnen och farligt material, till militära och säkerhetsapplikationer, och till och med bilar, bussar och tåg.