Seramik Malzemelerin Savunma Amaçlı Kullanımı

İnsanlık tarih boyunca kendini koruma ihtiyacı duymuştur. Taş ve sopaların kullanımı ile başlamış ilerleyen yüzyıllar içerisinde daha üstün özellikli silah sistemleri geliştirmiştir. Silahlanmanın yayılması ile birlikte silah tehdidine karşı korunma ihtiyacı da peşinden sürüklemiştir. Bu ihtiyaç insanı kalkan ve zırh kullanmaya itmiştir. Sert cisimlerle savaşan insanlık yine sert cisimlerle kendisini korumuştur. 13. yüzyılda kılıçla savaşan ya da kendisini koruyan insanoğlu yine bu dönemde tüm vücudunu saran çelik elbiseleri tehlikelere karşı kalkan olarak kullanmıştır.

Günümüzde ise çeşitli ileri mühendislik malzemeleri ile birlikte (kompozit, seramik vb.) artan tehditlere karşı savunma ihtiyacı ihtiyacı karşılanmaktadır. Bu yazımızda seramik malzemelerin korunma açısından kullanımı üzerine bilgiler sunacağız.

Seramik Zırh ve Çeşitleri

Seramik zırhlar yüksek sertlik, düşük yoğunluk gibi özellikleri sayesinde mermi vb. tehditlerin deliciliğine karşı zırhlı muharebe araçları, tanklar, balistik yelek ve miğferlerde korunma amaçlı kullanılmaktadırlar. Düşük yoğunluk sebebiyle metallere göre çok daha hafiftirler. En yaygın malzemeler alümina, bor karbür, silisyum karbür ve titanyum diborürdür.

Seramik Zırh Türleri ve Özellikleri

Seramik zırh, tehdidin kinetik enerjisini absorbe ederek, tehdidi aşındırıp, parçalarına ayırarak bertaraf edilmesini sağlar. Ayrıca seramik zırhın arka yüzeylerine, parçalanan merminin oluşturabileceği hasarın önlenmesi için de bir plaka daha yerleştirilmelidir. Bu plakanın malzemesi metal yada polimer malzeme olabilir. Aşağıdaki görselde kinetik enerjili tehdidin seramik zırha çarpması ile gerçekleşenler şematik olarak gösterilmiştir.

Seramik Zırh Savunma Mekanizması [1]

Merminin enerjisi sonucu zırh zarar görür ancak mermiyi durdurur

Uygulama Örnekleri

Alman Puma zırhlı muharebe aracının gövde yan zırhı, üzerine iki kat zırhın monte edildiği çelikten oluşur. Bu iki zırh tabakasının, seramik kompozit zırhtan oluştuğu düşünülmektedir. Alman Rheinmetall şirketinin yan kuruluşu olan Rheinmetall Chempro’ya göre, Puma IFV, diğer zırh türleri arasında AMAP-B’yi (Gelişmiş Modüler Zırh Koruması) ,kullanıyor. AMAP-B, kinetik enerji mermilerine karşı geleneksel ve yüksek sertlikte zırh çeliğine göre dört kata kadar daha fazla koruma sunan, IBD Deisenroth tarafından tasarlanan kompozit zırh çeşididir. AMAP-B’nin hafif ve orta versiyonlarında, nano-metrik yüksek sertlikte çelik ve nano seramikler kullanılmaktadır.

PUMA (Piyade Savaş Aracı) [3]

Chobham Zırhı

Chobham zırhı, 1960’larda İngiliz tank araştırma merkezinde geliştirilen bir seramik-kompozit zırh sisteminin adıdır. Chobham zırhının yapım detayları bir sır olarak kalsa da, metal bir çerçeve içine yerleştirilmiş seramik karolardan oluştuğu açıklanmıştır. Kullanılan seramiklerin aşırı sertliği sayesinde yüksek patlayıcı anti-tank (HEAT) mermilere karşı üstün direnç sunarlar ve kinetik enerjili tehditleri paramparça ederler.

Zırh ilk olarak bir İngiliz prototip aracı olan FV4211’in geliştirilmesi bağlamında test edildi ve ilk olarak Amerikan M1’in önceleri üzerinde uygulandı. M1 Abrams, Challenger 1 ve Challenger 2 tanklarında bu zırh türü bulunmaktadır. Seramikleri tutan çerçeve genellikle büyük bloklar halinde üretilir ve bu tanklara ve özellikle taretlerine farklı bir açılı görünüm kazandırır.