Uporaba naprednih kompozitnih materialov v vojaški opremi -- strelno orožje in strelivo

Dec 30, 2022

Pustite sporočilo

Ogljikova vlakna se ovijajo okoli cevi

 

V prizadevanju za natančnost na velike razdalje imajo ostrostrelske puške običajno težke cevi, ki zagotavljajo natančnost, zaradi česar so puške nekoliko manj prenosljive. Ostrostrelna puška MPR podjetja Christensen Weapons rešuje to težavo tako, da okoli cevi manjšega premera ovije karbonska vlakna.

 

page-510-258

 

Materiali iz ogljikovih vlaken so tako raznoliki kot kovine in ker se zlitine z različnimi kombinacijami kovinskih elementov razlikujejo, se razlikujejo tudi ogljikova vlakna, lepila, tehnike oblikovanja in proizvodni postopki, ki proizvajajo izdelke z različnimi lastnostmi. Christensen Weapons je bil v razvoju že vrsto let in leta 1995 je predstavil prvo cev z ovitim materialom iz ogljikovih vlaken.

 

page-264-172

 

Cev iz ogljikovih vlaken ima tri glavne prednosti: lahko močno zmanjša maso cevi; Cev ima večjo toplotno disipacijo in je bolj tog kot sod enake mase. Toplotna kapaciteta lahke cevi, opremljene s konvencionalnim strelnim orožjem, je relativno majhna. Med neprekinjenim streljanjem je cev nagnjena k deformacijam zaradi pregrevanja, kar ima za posledico močno zmanjšano natančnost streljanja. Zato so težke cevi tako priljubljene za natančno streljanje, saj lahko med neprekinjenim streljanjem ohranijo dobro natančnost.

 

page-313-233

 

Proof Research, podjetje za razvoj strelnega orožja s sedežem v Montani v ZDA, je izdelalo cev, prevlečeno z ogljikovimi vlakni, ki dramatično izboljša natančnost streljanja, vzdržljivost in življenjsko dobo cevi, poroča National Defense. Cev iz ogljikovih vlaken nima omejitev glede velikosti in še naprej raziskujemo možnost, da bi to cev sčasoma uporabili v orožju za tanke, letala in vojne ladje.

 

page-636-515

 

Cev, ovita z ogljikovimi vlakni, je za 64 odstotkov lažja od tradicionalne jeklene cevi in ​​izboljšuje odvajanje toplote, kar zmanjša temperaturo cevi in ​​podaljša njeno življenjsko dobo, poleg zmanjšanja tresljajev pištole. Metoda načrtovanja zagotavlja, da je napetostno stanje cevi skladno z vrsto različnih temperaturnih območij. S tehnologijo ogljikovih vlaken je mogoče zmanjšati težo brez žrtvovanja zmogljivosti.

 

page-659-404

 

Večkotna, večplastna metoda preprega za zagotavljanje trdnosti cevi v več smereh.

 

page-653-408

 

 

Nosilec mitraljeza iz kompozita ogljikovih vlaken

 

Kompozitna opora za mitraljez iz ogljikovih vlaken se razlikuje od kovinskega materiala, opora za mitraljez iz kompozita ogljikovih vlaken je anizotropna, glavna zahteva pa je rešiti problem vibracij v vzdolžni ravnini. Zato izkoriščamo to lastnost kompozitnega materiala, da povečamo njegovo vzdolžno togost, izberemo zasnovo polaganja in kot navijanja, da izpolnimo zahteve glede togosti strukture okvirja pištole.

 

page-562-350

 

Za kompozitne materiale je mogoče oblikovati njihovo togost in druge parametre, ki so neposredno povezani s kotom navijanja ogljikovih vlaken. Po teoriji laminarnega upogiba je laminarni žarek pod delovanjem zunanjih sil v čistem upogibnem stanju. Da bi dosegli upogibno trdnost originalne okvirne palice, je bila sprejeta metoda načrtovanja enake togosti, da se zagotovi dinamično ujemanje značilnosti strukture. Pri načrtovanju okvirja pištole mora biti togost okvirja pištole enakovredna trdnosti originalne jeklene konstrukcije, nato pa je treba obliko prečnega prereza in velikost strukture sprednjega in zadnjega okvirja določiti glede na kot navijanja in druge dejavnike za zagotoviti, da vzdolžna togost ne bo oslabljena. Da bi zagotovili vzdolžno togost, lahko uporabimo dve metodi tlakovanja: ena je uporaba metode majhnega kota navijanja ali metode ravninskega navijanja, druga pa je uporaba metode vzdolžnega tlakovanja. Glede na uporabo opreme se končna uporaba kombinira z vzdolžnim polaganjem in spiralnim navijanjem.

 

page-649-406

 

Okvir mitraljeza velikega kalibra iz kompozitnega materiala iz ogljikovih vlaken lahko močno zmanjša težo mitraljeza in izboljša njegovo manevriranje. V primerjavi z jeklenim okvirjem je teža kompozitnega okvirja iz ogljikovih vlaken manjša za 25 odstotkov. Teža okvirja mitraljeza se močno zmanjša, če se uporabi kompozitni material iz ogljikovih vlaken. Pod pogojem velikega zmanjšanja mase okvirja mitraljeza lahko mitraljez še vedno zagotavlja razpršeno natančnost neprekinjenega streljanja in je bil izboljšan. Rezultati strukturne dinamične analize in preskusa točnosti porazdelitve kažejo, da je izvedljivo izdelati okvirje mitraljeza z epoksi smolo, ojačano z ogljikovimi vlakni, kar odpira nov način zasnove okvirja pištole.

Puška Waypoint 2020 Springfield Armory je prejela letno nagrado po izbiri urednikov revije On Target.

 

 

Kompozitni material iz ogljikovih vlaken

 

Običajni model ima cev iz nerjavečega jekla z zarezano ploskvijo, medtem ko ima naprednejši model cev, ovito iz ogljikovih vlaken BSF, od katerih ima vsaka garancijo natančnosti 0.75MOA. Cev, ovita z ogljikovimi vlakni, po 10 nabojih neprekinjenega streljanja ne občuti bistvenega povečanja toplote. Klod je oblečen v karbonska vlakna proizvajalca AG Composites.

Merkel Jagd- und Sportwaffen GmbH iz Sura v Nemčiji je uradno predstavila novo lovsko puško. Njegov vrhunec je kopito iz ogljikovih vlaken, ki ga je razvilo in izdelalo COTESA GmbH, dobavitelj letal in avtomobilov Mitvede.

 

 

Kartuša iz kompozita ogljikovih vlaken

 

Sodobne lovske puške morajo biti podvržene številnim težkim predpisom, vendar morajo biti tudi enostavne za rokovanje in seveda zmožne natančnega streljanja. Vendar pa športne puške postanejo težje in ne lažje zaradi različnih dodatkov in modulov dodatne opreme, Merkleov novi razvoj "Helix Carbon" pa se osredotoča na kopito puške. Kot kompozitni material so ogljikova vlakna zelo močna, lahka in elegantnega videza. Večdelno kopito iz ogljikovih vlaken ima tudi mehko, otipljivo površino v predelu lovčevega lica ali prijemala. To zagotavlja posebej varen oprijem, kar omogoča natančno streljanje krogel. Razvoj krogle do danes je že dolgo iz preteklosti, preprost slog in ena funkcija, se je razvil v bolj znanstveno vsebino, funkcija je bolj raznolik izdelek. Celotna krogla je navadno sestavljena iz štirih delov: izstrelka, tulca in tulca, vsak del pa se v proizvodnem procesu dokonča neodvisno, pri izdelavi krogle pa je potrebnih več kot sto zapletenih postopkov.

 

Razvite države sveta že dolgo raziskujejo področje lahkega orožja in streliva. Ves čas so surovine za proizvodnjo ohišij v glavnem medenina in jeklo, jeklo se uporablja kot surovina na Kitajskem in v Rusiji, medenina pa se uporablja predvsem v Evropi in Ameriki. Zdaj obstaja "kompozitna kartuša". Ti kompozitni materiali, kot so celuloza, najlon in poliuretanski predpolimeri, se uporabljajo za pripravo kompozitnih lupin, ramen lupine in vratov lupine. Krogla še vedno uporablja bojno glavo, ohišje in strelivo, vendar je ohišje izdelano iz kompozitnega materiala. Kompozitna ohišja so strojno obdelana z brizganjem in nato hladno obdelana z medeninastim ohišjem. To vključuje uporabo poglobljenega brizganja za vstavljanje krogle v kompozitno telo naboja, tako da se ustje tulca samodejno zatesni, s čimer se odpravi potreba po tesnem ustju in postopku premazovanja, ki se običajno uporablja pri kovinskih tulcih, da se zagotovi, da je naboj vodotesen in vlago- odporen.

 

lahka

Najpomembnejša razlika med kompozitnim ohišjem in medeninastim ohišjem je, da se teža zmanjša za do 30 do 40 odstotkov. To morda ni všeč povprečnemu potrošniku, vendar ima zelo resnične posledice za vojsko.

Lahka krogla ima tudi večjo natančnost, ustno hitrost in boljše balistične lastnosti. Ko preklopite na polimerni naboj, boste lahko nosili več streliva z manjšo težo. Sedem 30-nabojev za skupno 210 nabojev je standard za vojake. S kompozitnimi granatami lahko vojaki nosijo 300 nabojev z enako obremenitvijo. Če je še oborožen z 210 naboji, lahko vojak nosi več vode ali opreme, potrebne za misijo.

Tudi stroški prevoza streliva so zelo dragi, vsako letalo je opremljeno s puškami, teža streliva pa je zelo velika. Zmanjšanje teže nabojev lahko zmanjša število ali število transportnih vozil, ki se uporabljajo za logistično podporo vojakom, kar močno zmanjša transportne stroške in skrajša transportni čas.

 

Toplotna prevodnost

Druga prednost kompozitne kartuše je način prevajanja toplote. Toplota je pomemben dejavnik pri vsakem strelnem orožju. Kompozitni vložek je izolator, medenina pa je toplotno prevodni material. Ko se izstreli medeninasti naboj, se toplota in pritisk iz naboja preneseta na ležišče in cev, kar ustvarja visoko temperaturo in tlak v ležišču, pospešuje obrabo materiala cevi in ​​skrajšuje življenjsko dobo cevi. Zaradi visoke specifične toplotne kapacitete kompozitnih materialov, namreč slabe toplotne prevodnosti, se toplota na krogli ne more enostavno prenesti v ležišče in cev, da bi zmanjšali akumulacijo toplote na cevi in ​​v notranjosti cevi v procesu izstreljevanja. hitro streljanje, upočasnijo obrabo in ablacijo materialov cevi ter podaljšajo življenjsko dobo cevi.

 

Stabilnost v različnih okoljih

Prenos toplote vpliva tudi na stabilnost streliva v različnih okoljih. Ker kompozitni tulci nimajo velikega učinka na naboje v različnih okoljih, se krogle iz kompozitnih tulcev v različnih okoljih ponavadi obnašajo stabilneje.

 

 

Pošlji povpraševanje