Os pesquisadores demonstraram que a blindagem de veículos usando espuma de metal composta (CMF) pode parar balas de calibre .50 perfurantes e perfurantes, bem como blindagem de aço convencional, mesmo que pese menos da metade. A descoberta significa que os projetistas de veículos serão capazes de desenvolver veículos militares mais leves sem sacrificar a segurança, ou pode melhorar a proteção sem tornar os veículos mais pesados.
CMF é uma espuma que consiste em oco, esferas metálicas - feitas de materiais como aço inoxidável ou titânio - embutidas em uma matriz metálica feita de aço, titânio, alumínio ou outras ligas metálicas. Neste estudo, os pesquisadores usaram aço-aço CMF, o que significa que ambas as esferas e a matriz foram feitas de aço.
Para o estudo, pesquisadores fabricaram um sistema de armadura rígido que consiste em uma placa frontal de cerâmica, um núcleo CMF e uma placa traseira fina de alumínio. A armadura foi testada usando uma bola de calibre .50 e balas perfurantes. A armadura foi testada com as balas sendo disparadas em velocidades de impacto de 500 metros por segundo a 885 metros por segundo.
A camada CMF da armadura foi capaz de absorver 72-75% da energia cinética das rodadas de bola, e 68-78% da energia cinética das rodadas perfurantes.
"A armadura CMF tinha menos da metade do peso da armadura de aço homogênea laminada necessária para atingir o mesmo nível de proteção, "diz Afsaneh Rabiei, autor correspondente de um artigo sobre o trabalho e professor de engenharia mecânica e aeroespacial na North Carolina State University. Rabiei, o inventor do CMF, passou anos desenvolvendo e testando materiais CMF.
"Em outras palavras, fomos capazes de obter economias de peso significativas - o que beneficia o desempenho do veículo e a eficiência de combustível - sem sacrificar a proteção, "Rabiei diz.
"Este trabalho mostra que o CMF pode oferecer uma vantagem significativa para blindagem de veículos, mas ainda há espaço para melhorias, "Rabiei diz." Essas descobertas resultam de testes de armaduras que fizemos simplesmente combinando aço-aço CMF com placas faciais de cerâmica disponíveis no mercado, placa traseira de alumínio e material adesivo. Nós apenas otimizamos nosso material CMF e substituímos a placa de aço na armadura de veículo padrão por armadura CMF de aço-aço. Podemos fazer um trabalho adicional para torná-lo ainda melhor. Por exemplo, gostaríamos de otimizar a adesão e a espessura da cerâmica, CMF e camadas de alumínio, o que pode levar a um peso total ainda menor e maior eficiência da armadura final. "
Em trabalhos anteriores, Rabiei e seus colaboradores demonstraram que o CMF poderia bloquear a pressão de explosão e fragmentação em 5, 000 pés por segundo de tiros incendiários de alto explosivo detonando a apenas 18 centímetros de distância. Sua equipe também mostrou que CMF poderia parar um projétil perfurante de armadura M2 de 7,62 x 63 milímetros com uma espessura total de menos de uma polegada, enquanto o recuo na parte traseira foi inferior a 8 milímetros. Para contexto, o padrão do Instituto Nacional de Justiça permite indentação de até 44 milímetros na parte de trás da armadura.
Além disso, O grupo de Rabiei mostrou que os CMFs, além de ser leve, são muito eficazes na proteção de raios-X, raios gama e radiação de nêutrons - e podem lidar com fogo e calor duas vezes mais do que os metais comuns de que são feitos.
"Resumidamente, Os CMFs são promissores para uma variedade de aplicações:da exploração espacial ao transporte de lixo nuclear, explosivos e materiais perigosos, para aplicações militares e de segurança e até mesmo carros, ônibus e trens, "Rabiei diz.
O novo jornal, "Desempenho balístico de espuma de metal composta contra ameaças de grande calibre, "é publicado na revista Estruturas compostas .
