Uma nova pesquisa da Universidade Estadual da Carolina do Norte e da Diretoria de Tecnologia Aplicada de Aviação do Exército dos EUA mostra que a espuma de metal composta de aço inoxidável (CMF) pode bloquear a pressão de explosão e a fragmentação em 5, 000 pés por segundo de tiros incendiários de alto explosivo (HEI) que detonam a apenas 18 centímetros de distância.

"Resumidamente, descobrimos que o aço-CMF oferece muito mais proteção do que todos os outros materiais de armadura existentes, ao mesmo tempo que reduz o peso de forma notável, "diz Afsaneh Rabiei, autor sênior de um artigo sobre o trabalho e professor de engenharia mecânica e aeroespacial na NC State. “Podemos fornecer tanta proteção quanto a blindagem de aço existente com uma fração do peso - ou fornecer muito mais proteção com o mesmo peso.

"Muitos veículos militares usam blindagem feita de aço homogêneo laminado, que pesa três vezes mais que nosso aço-CMF, "Rabiei diz." Com base em testes como esses, acreditamos que podemos substituir esse aço laminado por aço-CMF sem sacrificar a segurança, bloqueando melhor não apenas os fragmentos, mas também as ondas de explosão responsáveis ​​por traumas, como lesões cerebrais graves. Isso reduziria significativamente o peso do veículo, melhorando a milhagem de combustível e o desempenho do veículo. "

Para este estudo, os pesquisadores dispararam um projétil HEI de 23 × 152 milímetros (mm) - freqüentemente usado em armas antiaéreas - em uma placa de ataque de alumínio com 2,3 mm de espessura. Placas de aço CMF de 10 polegadas por 10 polegadas - com 9,5 mm ou 16,75 mm de espessura - foram colocadas a 18 polegadas da placa de alumínio. Os pesquisadores avaliaram que o aço-CMF resistiu à onda de pressão de explosão e aos fragmentos de cobre e aço criados pela bala explodindo, bem como alumínio da placa de ataque.

"Ambas as espessuras de aço-CMF pararam a onda de choque, e o CMF de aço de 16,75 mm interrompeu todos os fragmentos de tamanhos de 15 mm2 a mais de 150 mm2, "Rabiei diz." O CMF de aço de 9,5 mm parou mais, mas nem todos, dos fragmentos. Com base nos resultados, uma placa de aço CMF de 10 mm teria interrompido todos os tamanhos de fragmento. "

Os pesquisadores também desenvolveram modelos de computador de como a placa de aço CMF se comportaria. Quando comparado com os resultados experimentais, o modelo combinou muito de perto. Os pesquisadores então usaram o modelo para prever como a armadura de alumínio 5083 - um tipo de armadura já existente no mercado que tem peso e espessura semelhantes ao CMF de aço de 16,75 mm - teria desempenho contra balas HEI.

O modelo mostrou que, enquanto a armadura de alumínio de peso semelhante aos painéis CMF de aço pararia todos os fragmentos, a armadura de alumínio se dobraria e permitiria que os fragmentos penetrassem muito mais fundo. Isso resultaria em mais danos ao painel, transferir grandes quantidades de estresse para os soldados ou equipamento por trás da armadura. O aço-CMF, por outro lado, absorve a energia da onda de choque e fragmentos voadores através da deformação local de esferas ocas, deixando a armadura de aço-CMF sob consideravelmente menos estresse - oferecendo mais proteção contra fragmentos e ondas de explosão.

As próximas etapas incluem testar o CMF de aço contra dispositivos explosivos improvisados ​​(IEDs) e de alto calibre, balística montada. Os pesquisadores já testaram o desempenho do CMF contra armas de assalto portáteis, radiação e calor extremo.

O papel, "Um estudo sobre a resistência à explosão e fragmento de espumas metálicas compostas por meio de abordagens experimentais e de modelagem, "é publicado no Journal of Composite Structures .