Los investigadores han demostrado que el blindaje de vehículos que utiliza espuma de metal compuesto (CMF) puede detener balas y proyectiles de calibre .50 perforantes, así como blindaje de acero convencional. aunque pesa menos de la mitad. El hallazgo significa que los diseñadores de vehículos podrán desarrollar vehículos militares más ligeros sin sacrificar la seguridad. o puede mejorar la protección sin hacer que los vehículos sean más pesados.
CMF es una espuma que consta de huecos, esferas metálicas, hechas de materiales como acero inoxidable o titanio, incrustadas en una matriz metálica hecha de acero, titanio, aluminio u otras aleaciones metálicas. En este estudio, los investigadores utilizaron CMF acero-acero, lo que significa que tanto las esferas como la matriz estaban hechas de acero.
Para el estudio, Los investigadores fabricaron un sistema de armadura dura que consta de una placa frontal de cerámica, un núcleo CMF y una placa posterior delgada de aluminio. La armadura fue probada usando una bola de calibre .50 y rondas perforantes. La armadura se probó con las rondas disparadas a velocidades de impacto desde 500 metros por segundo hasta 885 metros por segundo.
La capa CMF de la armadura pudo absorber 72-75% de la energía cinética de las rondas de bolas, y 68-78% de la energía cinética de las rondas perforantes.
"La armadura CMF era menos de la mitad del peso de la armadura de acero homogénea laminada necesaria para lograr el mismo nivel de protección, "dice Afsaneh Rabiei, autor correspondiente de un artículo sobre el trabajo y profesor de ingeniería mecánica y aeroespacial en la Universidad Estatal de Carolina del Norte. Rabiei, el inventor de CMF, ha pasado años desarrollando y probando materiales CMF.
"En otras palabras, pudimos lograr ahorros de peso significativos, lo que beneficia el rendimiento del vehículo y la eficiencia del combustible, sin sacrificar la protección, "Dice Rabiei.
"Este trabajo muestra que CMF puede ofrecer una ventaja significativa para el blindaje de vehículos, pero todavía hay margen de mejora, "Dice Rabiei." Estos hallazgos se derivan de las pruebas de armaduras que fabricamos simplemente combinando CMF de acero y acero con placas frontales de cerámica listas para usar, placa trasera de aluminio y material adhesivo. Solo optimizamos nuestro material CMF y reemplazamos la placa de acero en el blindaje estándar del vehículo con blindaje CMF de acero y acero. Hay trabajo adicional que podríamos hacer para mejorarlo aún más. Por ejemplo, nos gustaría optimizar la adherencia y el espesor de la cerámica, CMF y capas de aluminio, lo que puede llevar a un peso total aún más bajo y una eficiencia mejorada del blindaje final ".
En trabajos anteriores, Rabiei y sus colaboradores demostraron que CMF podía bloquear la presión de explosión y la fragmentación en 5, 000 pies por segundo de rondas incendiarias de alto explosivo que detonan a solo 18 pulgadas de distancia. Su equipo también demostró que CMF podía detener un proyectil perforador de blindaje M2 de 7,62 x 63 milímetros con un grosor total de menos de una pulgada. mientras que la muesca en la parte posterior era de menos de 8 milímetros. Para el contexto, el estándar del Instituto Nacional de Justicia permite una hendidura de hasta 44 milímetros en la parte posterior de la armadura.
Además, El grupo de Rabiei ha demostrado que los CMF, además de ser liviano, son muy eficaces para proteger los rayos X, rayos gamma y radiación de neutrones, y pueden manejar el fuego y el calor dos veces mejor que los metales simples de los que están hechos.
"En breve, Los CMF son prometedores para una variedad de aplicaciones:desde la exploración espacial hasta el envío de desechos nucleares, explosivos y materiales peligrosos, a aplicaciones militares y de seguridad e incluso a automóviles, autobuses y trenes, "Dice Rabiei.
El nuevo papel "Rendimiento balístico de la espuma metálica compuesta contra amenazas de gran calibre, "se publica en la revista Estructuras compuestas .
