کاربرد مواد کامپوزیت پیشرفته در تجهیزات نظامی -- سلاح گرم و مهمات

فیبر کربن دور بشکه می پیچد

در تعقیب دقت دوربرد، تفنگ های تک تیرانداز معمولا دارای لوله های سنگین برای اطمینان از دقت هستند که باعث می شود اسلحه ها کمی کمتر قابل حمل باشند. تفنگ تک تیرانداز MPR از Christensen Weapons این مشکل را با پیچاندن فیبر کربن به دور لوله ای با قطر کمتر حل می کند.

مواد فیبر کربن به اندازه فلزات متنوع هستند و از آنجایی که آلیاژهای با ترکیبات مختلف عناصر فلزی متفاوت هستند، الیاف کربن، چسب ها، تکنیک های قالب گیری و فرآیندهای ساخت که محصولاتی با خواص متفاوت تولید می کنند نیز متفاوت است. تسلیحات کریستنسن سال‌هاست که در حال توسعه بوده است و در سال 1995 اولین لوله را با مواد فیبر کربن پیچیده‌شده معرفی کرد.

بشکه زخم فیبر کربن سه مزیت اصلی دارد: می تواند تا حد زیادی جرم بشکه را کاهش دهد. بشکه اتلاف گرمای بیشتری دارد و از بشکه ای با همان جرم سفت تر است. ظرفیت گرمایی لوله سبک مجهز به سلاح گرم معمولی نسبتاً کم است. در حین شلیک مداوم، بشکه به دلیل گرمای بیش از حد مستعد تغییر شکل است و در نتیجه دقت تیراندازی بسیار کاهش می یابد. به همین دلیل است که لوله‌های سنگین برای تیراندازی دقیق بسیار محبوب هستند، زیرا می‌توانند در حین شلیک مداوم دقت خوبی را حفظ کنند.

دفاع ملی گزارش داد که Proof Research، یک شرکت توسعه سلاح گرم مستقر در مونتانا، ایالات متحده، لوله ای با پوشش فیبر کربن تولید کرده است که به طور چشمگیری دقت تیراندازی، دوام و عمر لوله را بهبود می بخشد. لوله فیبر کربن هیچ محدودیتی در مقیاس بندی ندارد و ما همچنان به بررسی امکان استفاده از این لوله در تسلیحات برای تانک ها، هواپیماها و کشتی های جنگی ادامه می دهیم.

لوله پیچیده شده با فیبر کربن 64 درصد سبک تر از لوله های فولادی سنتی است و اتلاف گرما را بهبود می بخشد که علاوه بر کاهش لرزش تفنگ، دمای لوله را کاهش می دهد و عمر مفید آن را افزایش می دهد. روش طراحی تضمین می کند که وضعیت تنش بشکه با طیف وسیعی از دماهای مختلف سازگار است. با استفاده از فناوری فیبر کربن، وزن را می توان بدون به خطر انداختن عملکرد کاهش داد.

برای اطمینان از استحکام بشکه در جهات مختلف، روش لایه‌بندی چند زاویه‌ای را از قبل آماده کنید.

پشتیبانی از مسلسل کامپوزیت فیبر کربن

پشتیبانی مسلسل کامپوزیت فیبر کربن با مواد فلزی متفاوت است، پشتیبانی مسلسل کامپوزیت فیبر کربن ناهمسانگرد است و نیاز اصلی حل مشکل ارتعاش صفحه طولی است. بنابراین، ما از این خاصیت مواد کامپوزیت استفاده می کنیم، تا به منظور افزایش سفتی طولی آن، طرح چیدمان و زاویه سیم پیچی را برای برآوردن الزامات سختی ساختار قاب تفنگ انتخاب کنیم.

برای مواد کامپوزیت می توان سفتی و سایر پارامترها را طراحی کرد که مستقیماً با زاویه سیم پیچ فیبر کربن مرتبط است. بر اساس تئوری خمش آرام، تیر آرام تحت تأثیر نیروهای خارجی در حالت خمشی خالص قرار دارد. به منظور برآورده شدن مقاومت خمشی میله قاب اصلی، روش طراحی سختی برابر برای اطمینان از ویژگی های تطبیق دینامیکی سازه اتخاذ شده است. سفتی قاب اسلحه هنگام طراحی قاب اسلحه باید معادل سازه فولادی اصلی باشد و سپس فرم سطح مقطع و اندازه ساختار قاب جلو و عقب با توجه به زاویه سیم پیچ و سایر عوامل تعیین شود. اطمینان حاصل کنید که سفتی طولی ضعیف نمی شود. به منظور اطمینان از سختی طولی، می توان از دو روش روسازی استفاده کرد: یکی استفاده از روش سیم پیچ کوچک زاویه یا سیم پیچی صفحه، و دیگری استفاده از روش روسازی طولی. با توجه به استفاده از تجهیزات، استفاده نهایی از layup طولی و روش سیم پیچ مارپیچی ترکیب شده است.

قاب مسلسل کالیبر بزرگ ساخته شده از مواد کامپوزیتی فیبر کربن می تواند وزن مسلسل را تا حد زیادی کاهش دهد و قدرت مانور آن را بهبود بخشد. در مقایسه با قاب فولادی، وزن قاب کامپوزیت فیبر کربنی 25 درصد کاهش یافته است. وزن قاب مسلسل زمانی که از مواد کامپوزیت فیبر کربن استفاده می شود به شدت کاهش می یابد. در شرایط کاهش شدید جرم قاب مسلسل، مسلسل همچنان می تواند دقت پخش مداوم شلیک را تضمین کند و بهبود یافته است. نتایج تجزیه و تحلیل دینامیکی سازه و آزمایش دقت توزیع نشان می‌دهد که ساخت قاب مسلسل با رزین اپوکسی تقویت‌شده با فیبر کربن امکان‌پذیر است، که راه جدیدی را برای طراحی قاب تفنگ باز می‌کند.

تفنگ Waypoint 2020 Springfield Armory برنده جایزه سالانه Editors' Choice مجله On Target شده است.

استوک کامپوزیت فیبر کربن

مدل معمولی دارای یک بشکه فولادی ضد زنگ با صفحه شیاردار است، در حالی که مدل پیشرفته‌تر دارای بشکه پیچیده‌شده با فیبر کربن BSF است که هر کدام دارای ضمانت دقت 0.75MOA است. بشکه پیچیده شده با فیبر کربن پس از 10 دور شلیک مداوم، افزایش حرارت قابل توجهی را احساس نمی کند. استوک از فیبر کربن ساخته شده توسط AG Composites پوشیده شده است.

Merkel Jagd-und Sportwaffen GmbH در سور، آلمان رسما یک تفنگ شکاری جدید را روانه بازار کرد. ویژگی برجسته آن یک استوک تفنگ ساخته شده از فیبر کربن است که توسط COTESA GmbH، تامین کننده هواپیما و اتومبیل میتودا توسعه و تولید شده است.

کارتریج کامپوزیت فیبر کربن

تفنگ های شکاری مدرن باید تحت مقررات سنگین زیادی باشند، اما باید به راحتی در دست باشند و البته بتوانند با دقت شلیک کنند. با این حال، تفنگ‌های ورزشی به دلیل افزودن‌ها و ماژول‌های جانبی مختلف، به جای سبک‌تر شدن، سنگین‌تر می‌شوند و توسعه جدید Merkle "Helix Carbon" بر روی استوک تفنگ تمرکز دارد. به عنوان یک ماده کامپوزیت، فیبر کربن از نظر ظاهری بسیار قوی، سبک و ظریف است. استوک تفنگ چند تکه فیبر کربن نیز دارای سطحی نرم و قابل لمس در ناحیه گونه یا ناحیه چنگ شکارچی است. این امر یک چنگال ایمن را تضمین می کند و شلیک گلوله های دقیق را ممکن می کند. توسعه گلوله تا امروز، مدت طولانی است که از گذشته سبک ساده و عملکرد واحد بوده است، به محتوای علمی تر تبدیل شده است، عملکرد محصول متنوع تر است. یک گلوله کامل معمولا از چهار قسمت پرتابه، پوسته و پرایمر تشکیل می شود و هر قسمت به طور مستقل در فرآیند تولید تکمیل می شود و در تولید گلوله به بیش از صد فرآیند پیچیده نیاز است.

مدت هاست که کشورهای پیشرفته دنیا در حال کاوش در زمینه سلاح های سبک و مهمات بوده اند. در تمام طول مدت، مواد اولیه برای تولید پوسته عمدتا برنج و فولاد، فولاد به عنوان مواد اولیه در چین و روسیه و برنج عمدتا در اروپا و آمریکا استفاده می شود. اکنون یک "کارتریج کامپوزیت" وجود دارد. از این مواد کامپوزیتی مانند پیش پلیمرهای سلولز، نایلون و پلی اورتان برای تهیه پوسته های کامپوزیت، شانه های پوسته و گردن پوسته استفاده می شود. گلوله هنوز از سرجنگی، پرایمر و مهمات استفاده می کند، اما بدنه آن از مواد کامپوزیتی ساخته شده است. روکش‌های کامپوزیت با قالب‌گیری تزریقی ماشین‌کاری می‌شوند و سپس با پایه روکش‌های برنجی به صورت سرد ماشینکاری می‌شوند. این شامل استفاده از قالب تزریق فرورفته برای وارد کردن گلوله در بدنه کارتریج کامپوزیت است تا دهانه پوسته به طور خودکار مهر و موم شود و نیازی به دهانه سفت و فرآیند پوشش که معمولاً در پوسته‌های فلزی استفاده می‌شود را از بین می‌برد تا اطمینان حاصل شود که کارتریج ضد آب و رطوبت است. مقاوم.

سبک وزن

مهمترین تفاوت بدنه کامپوزیت با روکش برنجی این است که وزن آن تا 30 تا 40 درصد کاهش می یابد. این ممکن است برای مصرف کننده معمولی جذاب نباشد، اما پیامدهای بسیار واقعی برای ارتش دارد.

گلوله سبک وزن همچنین دارای دقت بالاتر، سرعت پوزه و عملکرد بالستیک بهتر است. هنگام تغییر به کارتریج پلیمری، می توانید مهمات بیشتری را با وزن کمتر حمل کنید. هفت 30-مجله دور برای مجموع 210 دور برای سربازان استاندارد است. در عوض با پوسته های کامپوزیت، سربازان می توانند 300 گلوله را با همان بار حمل کنند. اگر آنها همچنان به 210 گلوله مسلح باشند، سرباز می تواند آب یا تجهیزات بیشتری را برای ماموریت حمل کند.

هزینه های حمل و نقل مهمات نیز بسیار گران است، هر هواپیما مجهز به اسلحه است و وزن مهمات بسیار قابل توجه است. کاهش وزن گلوله ها می تواند تعداد یا تعداد وسایل حمل و نقل مورد استفاده در پشتیبانی لجستیکی نیروها را کاهش دهد و هزینه های حمل و نقل را تا حد زیادی کاهش دهد و زمان حمل و نقل را کوتاه کند.

رسانایی گرمایی

یکی دیگر از مزایای کارتریج کامپوزیت نحوه هدایت گرما است. گرما یک عامل مهم در هر سلاح گرم است. کارتریج کامپوزیت یک عایق است و برنج یک ماده رسانای گرما است. هنگامی که کارتریج برنجی شلیک می شود، گرما و فشار کارتریج به محفظه و بشکه منتقل می شود و باعث ایجاد دما و فشار بالا در محفظه، تسریع سایش مواد بشکه و کاهش عمر مفید بشکه می شود. به دلیل ظرفیت گرمایی ویژه بالای مواد کامپوزیتی، یعنی رسانایی حرارتی ضعیف، گرمای روی گلوله را نمی توان به راحتی به محفظه و لوله انتقال داد، به طوری که در فرآیند تولید حرارت روی بشکه و داخل لوله کاهش می یابد. شلیک سریع، کاهش سایش و فرسایش مواد بشکه و افزایش عمر مفید بشکه.

پایداری در محیط های مختلف

انتقال حرارت نیز بر پایداری مهمات در محیط های مختلف تأثیر می گذارد. از آنجایی که بدنه های کامپوزیت تاثیر زیادی روی گلوله ها در محیط های مختلف ندارند، گلوله های بدنه کامپوزیت در محیط های مختلف پایدارتر عمل می کنند.