Müasir döyüş meydanı şəraitində əsgərlər çəkisini aşağı saxlayarkən yüksək səviyyəli qoruma təmin edən zirehə ehtiyac duyurlar. 2023-cü ildə hərb analitiklərinin apardığı sonuncu tədqiqata görə, xüsusi təyinatlı qüvvələrin beşdə dördü gülləri effektiv şəkildə dayandıra bilən daha yüngül bədən zirehi axtarırlar. Bunun səbəbi nədir? Həqiqi missiyalar tez-tez əsgərlərin ərazidə nə qədər sürətlə hərəkət edə bilməsindən asılıdır. Ağır avadanlıq onları yavaşladır və bu da kritik vəziyyətlər yarananda reaksiya müddətini uzadır. Daha yüngül zireh onlara xəncirləmələrdə sağ qalmaq və tapşırıqlarını uğurla yerinə yetirmək üçün kifayət qədər çevik qalmağa imkan verir.
Bor karbid kub santimetrə təxminən 2,52 qram gəlir və bu da onu alüminiumdan təxminən 15 faiz yüngül edir. Bu materialdan hazırlanan zireh adi polad qorunmaya nisbətən təxminən 30-dan 40 faizə qədər yüngül olur. Bu üstünlüyün səbəbi materialın quruluşundadır. Bor və karbon atomları kristal struktur daxilində çox möhkəm rabitələr yaradır ki, bu da çəkini saxlayarkən möhkəmlik verir. Hərbi avtomobillər səhra şəraitində keçirilən testlər zamanı bor karbid plastinalarını həqiqətən işə saldıqda, son materiallar araşdırmalarına görə, köhnə zireh sistemlərinə nisbətən təxminən 22 faiz hərəkətliliyin artdığı müşahidə edildi.
| Xüsusiyyət | Bor Karbid | Silicon Karbid | Alüminium oksid |
|---|---|---|---|
| Yoğunluq (g/cm³) | 2.52 | 3.21 | 3.97 |
| Sertlik (GPa) | 36 | 24 | 18 |
| Lövhənin istiqamətinin dəyişdirilməsi | 92% | 85% | 78% |
| Təkrar zərbəyə davamlılıq | 87% | 91% | 82% |
NATO standartlaşdırılmış test protokollarından alınmış ballistik performans məlumatları (2023)
Bu müqayisə bor karbiddən daha yaxşı sərtlik və yüngüllüyünü göstərir və silisium karbiddən bir qədər aşağı çoxlu zərbəyə davamlılığına baxmayaraq, yüksək performans tələb edən tətbiqlər üçün ideal etir.
Bor karbiddən istifadənin bu qədər yüngül olması hərbi qulluqçulara həqiqi hərəkət imkanı verir, baxmayaraq ki, zireh payının qalınlığı ilə təmin edilən müdafiə səviyyəsi arasında həmişə bir mübadilə mövcuddur. Məsələn, standart 12 mm bor karbid lövhəsi təxminən 840 metr/san sürətlə hərəkət edən 7,62 mm NATO mərmilərini dayandıra bilir və yalnız təxminən 2,1 kiloqram çəkir. Bu, silisium karbid ilə hazırlanmış oxşar lövhələrlə müqayisədə 35 faiz daha yüngüldür. Hərbi sahə testləri maraqlı bir şey də göstərmişdir: bu cür təchizatla təmin olunmuş hərbi qulluqçular şəhərdə yaxın döyüşlər zamanı təxminən 18 faiz daha tez reaksiya verirlər. Buna heç də təəccüb etmək olmaz — çünki bədəndə daşıdığınız çəkinin az olması, hər saniyənin qiymətli olduğu dar vəziyyətlərdə daha yaxşı hərəkət etməyiniz və daha sürətli cavab verməyiniz deməkdir.
Bor karbid möhkəm materiallardan biridir və Möhs şkalasında təxminən 9,49 qiymətində yerləşir ki, bu da onu bu gün bədən zirehinin hazırlanmasında istifadə olunan keramik materialların çoxundan daha üstün edir. Bu materialı xüsusi edən isə güllənin dəydiyi zaman onun həqiqətən parçalanmasıdır. Material 850 metr/saniyədən yüksək sürətlə hərəkət edən hər hansı obyektə böyük sərtlik təsiri göstərir. Tədqiqatlar göstərir ki, bor karbidin atom quruluşu kinetik enerjini də daha yaxşı idarə edir və silisium karbiddən təxminən 23 faiz daha effektiv şəkildə dağılır, xüsusilə zirehli güllələrlə toqquşma zamanı. Bu, istehsalçıya qoruma dizaynında real üstünlük verir və bu, ölkə daxilində laboratoriyalarda aparılan kompozit balistik testləri zamanı dəfələrlə təsdiqlənib.
2,8 GPa sıxılma möhkəmliyinə malik bor karbid, digər keramikləri deformasiya edən və ya parçalayan millisekund səviyyəsində təsirlər zamanı struktur bütövlüyünü saxlayır. Bu möhkəmlik, zirehə NIJ IV səviyyəsi sertifikatı üçün vacib olan .30 kalibrli zirehdelən hədəflərə qarşı 5 sm radius daxilində ardıcıl zərbələrə müqavimət göstərmə imkanı verir.
Bor karbidin çatlamaya müqaviməti (2,9 MPa·m) metallardan aşağı olsa da, istehsalçılar bunu mühəndislik həlləri ilə azaldır:
Bu yeniliklər çoxsaylı zərbələrə qarşı performansı 40%-ə qədər artırır və real şəraitdə istifadənin etibarlılığını yaxşılaşdırır.
Bor karbid təhlükələri üç fərqli fazada neytrallaşdırır:
Bu sinergetik proses 18 mm qalınlıqda bor karbid lövhəsinin 7.62×51mm NATO patronlarını dayandırmasına imkan verir və eyni çelik zirehdən 35% yüngül olur.
Yüksək sürətli vинтовка mərmilərini dayandırmaq baxımından bor karbid həqiqətən fərqlənir, çünki o, 7.62x39mm təpənən mərmilər üçün NIJ III səviyyəsi tələblərinə cavab verir və .30-06 APM2 atəşli silah mərmilərinə qarşı IV səviyyə standartlarına qədər uzanır. Laboratoriyada aparılan testlər göstərir ki, bu IV səviyyəli mərmilərin təxminən 95 faizi arxa tərəfin deformasiyası olmadan tamamilə dayandırılır. Silisium karbiddən kimi digər alternativlərlə müqayisədə bu materialı xüsusi edən nədir? Belə ki, bor karbid eyni səviyyədə qoruma təmin edir, lakin 12 ilə 15 faiz daha yüngüldür. Bu çəki fərqi sahədə olan şəxslər bütün gün ərzində avadanlıqlarını daşıyıb ballistik təhlükələrdən təhlükəsiz qalarkən böyük əhəmiyyət kəsb edir.
Qoşunlar ciddi təhlükələr olan ərazilərdə fəaliyyət göstərdikdə, sahə hesabatları bədən zirehinin bir neçə zirehdənələyici gülləni uğurla dayandırdığını və tamamilə sıradan çıxmadığını göstərir. Testlər bor karbid lövhələrinin 940 m/san sürətlə hərəkət edən 5.56x45mm SS109 tipli patronlarla yanaşı, 7.62x54R BZ API kimi bu qədər təhlükəli güllələri də dayandıra biləcəyini göstərdi. Ən vacib olan isə bu qoruyucu vasitəni işlədən hər 100 əsgərdən təxminən 98-i vurulduqda daha az yaralanmışdı. Belə performans şəhərlərdə hər istiqamətdən gələ biləcək təhlükələr qarşısında sürətli hərəkət edən əsgərlər üçün bor karbidin nə qədər effektiv olduğunu aydın şəkildə sübut edir.
Bor karbid ilk dəfə təsir etdiyində atəşli silahın lövhələrini dayandırmaqda kifayət qədər yaxşıdır, lakin bundan sonra baş verənlər mühəndislərin ciddi diqqətini tələb edir. Mikrostrukturaya nəzər yetirsək, maraqlı bir şey ortaya çıxır: bu kiçik çatlar alüminium oksidə nisbətən təxminən 30-dan 40 faizə qədər daha yavaş yayılır. Bu isə təhlükəli parçaların ayrılmasını maneə törətmək baxımından böyük fərq yaradır. Son vaxtlar hərbi strukturlar daha yaxşı lövhə formalrı və lövhələr arasında daha möhkəm kənarlar üzərində işləyirlər. Bu təkmilləşdirmələr sayəsində indi altıbucaqlı zireh panelləri bir-birinə yaxın, təxminən 5 santimetr məsafədə yerləşən üç zirehdelici gülləyə dözümlü olur. Bu günün materialşünaslığı üçün olduqca təsiredici nəticədir.
Bor karbid materialından hazırlanmış zireh, ənənəvi polad variantları ilə müqayisədə ümumi sistem çəkisini təxminən 30% azaldır, lakin hələ də daha yaxşı müdafiə təmin edir. Həqiqi istifadə faydaları da olduqca əhəmiyyətlidir. Hərbi qulluqçular sahədə təxminən 18% daha sürətli hərəkət edə bilirlər ki, bu da operativ şəraitdə böyük fərq yaradır. Bundan əlavə, uzunmüddətli təyinatlar zamanı yorğunluğun təxminən 22% az olduğunu bildirirlər və bu, xüsusilə uzunmüddətli missiyalarda böyük əhəmiyyət kəsb edir. Ümumi gövdənin (torsonun) qorunması 4,5 kiloqramdan az çəkiyə malik olsa belə, bu material 2,52 qram/santimetrküp nisbətən aşağı sıxlığı ilə Möhs şkalasında 9,6 bərkliyi birləşdirərək çox yaxşı işləyir. Hərbi personal təhlükəsizlik səviyyəsindən imtina etmədən bütün gün rahatlıq hiss edir və bu da müasir döyüş ehtiyatları üçün ağıllı seçim halına gətirir.
Bor karbid kritik оборона platformalarında geniş istifadə olunur:
| Sistem növü | Çəkinin Azalması | Qoruma Səviyyəsi |
|---|---|---|
| Taktiki bədən zirehi | 35-40% | NIJ IV |
| Vertolyot zirehi | 28-32% | MIL-A-6620F |
| Hərəkətli Komand Vahidləri | 25-30% | STANAG 4569 L4 |
Neutronları udma qabiliyyəti (380 barn kəsik) onu nüvəyə davamlı avtomobillər və dəniz təchizatında dəyərli edir. Tez cavab verən avadanlıqların sahə testləri yüngül yük sayəsində 72% daha sürətli yerləşmə imkanı verir ki, bu da taktiki reaksiya sürətini artırır.
Qoşun Tədqiqat Laboratoriyası, piyada zirehinin çəsini təxminən 7,1 kq-dan yalnız 4,8 kq-a endirdikdə maraqlı bir şey aşkar etdi. Hərbi qulluqçular sahədə təxminən 38% daha uzun müddət davam edə bildilər. Üç günlük testləri başqa bir şeyi də göstərdi - yorğunluqdan dolayı olan səhvlər ciddi şəkildə azaldı, ümumiyyətlə səhvlər 61% azaldı. Habelə hərbi qulluqçuların atəş açdıqları hədəflər üzrə dəqiqliyi, döyüş meydanında stres yüksəldikcə belə, təxminən 20% artır. Bu necə baş verir? Əlbəttə ki, onları fiziki olaraq aşağı çəkən çəki azalır, lakin digər böyük amil də ekipajın daxilində istiliyin nə qədər toplandığıdır. Yeni zireh bor karbiddən istifadə edir ki, bu da istiliyi olduqca yaxşı yayır (əgər kimsə rəqəmlərlə maraqlanırsa, təxminən 120 Vt/metr Kelvin). Bu o deməkdir ki, adətən temperaturun sıçrayacağı döyüşlər zamanı köhnə metal zirehlə müqayisədə hərbi qulluqçular 2-3 dərəcə daha soyuq qalır.
Bor karbid Vickers ölçüsünə görə təxminən 38 ilə 42 GPa sərtliyi ilə üçüncü ən sərt materialdır, lakin çatlamaya müqavimət baxımından real bir zəif tərəfi var — bu göstərici 2,9 ilə 3,7 MPa kök metr arasında yerləşir. Bu o deməkdir ki, material artıq bir neçə dəfə zərbə aldıqdan sonra asanlıqla xarab ola bilər. Bəzi testlər göstərdi ki, adi bor karbid plitaları standart 7,62x39 mm zirehdelən gilədən yalnızca üç atəş aldıqdan sonra qoruyucu keyfiyyətlərinin təxminən 22%-ni itirir. Bu, ən möhkəm materiallardan biri olmağı nəzərdə tutulan üçün yaxşı nəticə sayılmaz. Sənaye bu problemə bor karbid lövhələrin arxasına ultra yüksək molekulyar çəkiyə malik polyetilen (UHMWPE) təbəqələri əlavə edərək cavab verib. Bu UHMWPE altlıq sistemləri təsirlərdən qalan enerjini udur və bütün konstruksiyanı müqayisə olunan polad zirehlər həllindən təxminən 40% yüngül saxlayır.
İstehsal xərcləri kvadrat metrə 1500 dollardan çoxdur — alüminium oksiddən təxminən üç dəfə çoxdur — sinterləşdirmə tələblərinə görə: 2200°C temperatur və 8-12 saat ərzində 20MPa təzyiq. Reaksiya ilə birləşdirilmiş bor karbid (RBB4C) kimi yeni üsullar emal müddətini 30% qədər azaldır, lakin nəticədə 12% metal silisium ehtiva edir ki, bu da ballistik performansı bir qədər zəiflədir.
Mühit həssaslığına dair erkən narahatlıqlar sahə testləri nəticəsində əsasən aradan qaldırılmışdır:
Bu nəticələr bor karbidin müxtəlif iqlimlərdə qlobal şəkildə istifadəyə yararlı olduğunu təsdiqləyir.
Tədqiqatçılar bor karbid matrislərinə 2–5 nm silisium karbid nanotrubaları yerləşdirir, sıxlığı artırmadan çatlamaya davamlılığı 4,1–5,2 MPa·m-ə qaldıraraq bu göstəricini 40% yaxşılaşdırırlar. Qrafen oksid örtükləri olan 2024-cü ilin prototipi 5,56×45 mm NATO mərmilərinə qarşı 18% daha yüksək təkrarlanan zərbə həddinə nail olub və növbəti nəsil bронya üçün perspektivli inkişaf imkanlarını göstərir.
İrəli səviyyə dizaynlar bor karbidin səthi sərtliyindən təbəqəli konfiqurasiyalarda istifadə edir:
| Sətir | Material | Kəncəlik | Funksiya |
|---|---|---|---|
| Zərbə Üzü | Bor Karbid | 5-6mm | Lövhənin əsasını parçalayır |
| Orta sloi | Silicon Karbid | 3-4mm | Qalıq enerjini udur |
| Əsas | Uhmwpe | 15-20MM | Parçalanmanı tutur |
Bu dərəcəli sistemlər monolit keramik lövhələrlə müqayisədə 28% yüngül olan yalnız 4,3 kq/m²-də NIJ Səviyyə IV qorunmasını təmin edir və materialların strategiyaya uyğun birləşdirilməsi sayəsində optimallaşdırılmış performans nümayiş etdirir.
EN
