مشروع الدرع المركب ACAVP البريطاني

[هيرون]

نظره حول المشروع البريطاني التجريبي لإيجاد بديل عن دروع الألمنيوم
ترجمت للعربية بتصرف لصالح المنتدى العربي للدفاع والتسليح
.................................................................

يجب أن توفر المركبة القتالية المدرعة المستوى المطلوب من الحماية ولكن في نفس الوقت تكون خفيفة قدر الإمكان
في الماضي تم حل هذه المشكلة بدروع الألومنيوم ثم ظهرت أفكار أكثر جرأة في المشروع التجريبي البريطاني ACAVP تم صنع هيكل مدرع بمستوى حماية كافٍ من مادة مركبة تعتمد على الألياف الزجاجية وراتنج الإيبوكسي.

ترتبط المزايا الرئيسية لدروع الألمنيوم على الفولاذ بكثافتها المنخفضة. نتيجة لذلك يمكن أن يكون جزء الألومنيوم الذي له نفس الكتلة أكثر سمكًا ويوفر حماية جيدة مثل الفولاذ على الأقل بالإضافة إلى ذلك يكون الجزء السميك من الألومنيوم أكثر صلابة مما يبسط تصميم الهيكل المدرع. تم عرض كل هذه الميزات للمواد المختلفة بشكل متكرر في مشاريع مختلفة وفي أوائل التسعينيات توصلت وكالة أبحاث الدفاع التي تم إنشاؤها حديثًا تحت إشراف وزارة الدفاع البريطانية إلى اقتراح لدراسة احتمالات الدروع على أساس المواد المركبة. من الناحية النظرية تكون الأنواع المختلفة من المركبات أخف من الألومنيوم ولكنها قادرة على توفير نفس المستوى من الحماية الباليستية.

في عام 1991 أطلقت الوكالة مشروع ACAVP ( "منصة متقدمة مع درع مركب"). شاركت العديد من المنظمات العلمية في البحث وكان من المقرر أن تشارك شركات GKN و Westland Aerospace و Vickers Defenses Systems و Short Brothers في إنتاج المعدات التجريبية بعد ذلك تم تغير تكوين المشاركين في البرنامج. لذلك في منتصف التسعينيات أنسحبت شركة "شورت" التي لم يكن لديها الطاقة الإنتاجية اللازمة وانضمت فوسبر ثورنيكروفت إلى العم بدلاً عنها .


تجميع جسم المدرعة التجريبية المكون من جزئين

 

[هيرون]

نظرية الدرع

في المرحلة الأولى من المشروع 1991-1993 كانت المهمة هي العثور على مركب مثالي يمكن أن يحل محل درع الألومنيوم. تم التخطيط لدراسة المواد الحالية والواعدة والعثور على الأكثر نجاحًا تقنيًا وأقتصادياً وعند تحديد الخصائص المطلوبة سيتم تطبيقها على نموذج من مركبات Warrior BMP. تم تحديد الهيكل العام للدرع الجديد بسرعة كافية. وتم اقتراح إجراء ذلك على مصفوفة من راتنجات الايبوكسي مملوءة بمواد الصفائح. هذا يتطلب تجربة الراتنجات والمواد المختلفة ومقارنتها.

في هذه المرحلة أصبحت التكلفة عاملاً مهمًا وتتوفر مجموعة واسعة من راتنجات الايبوكسي وتفاوتت التكلفة على نطاق واسع.
تم تحديد التركيب النهائي للدرع للنموذج الأولي ACAVP في عام 1993. تم اقتراح أن يتم لصقها بألياف الزجاج من شركة Hexcel Composites باستخدام راتنجات Araldite LY556 من شركة Ciba. لقد احتاجوا أيضًا إلى قوالب وأدوات أخرى للإنتاج و كانت شركة Short Brothers مسؤولة عنها.

تم تصنيع الأجزاء باستخدام تقنية التشكيل بالفراغ. في كيس خاص مقاوم للحرارة تم وضع صفائح من الألياف الزجاجية ، وتم وضع هذا التجميع في قالب. تم إنشاء فراغ داخل الكيس وبعد ذلك تمت تعبئته بالراتنج . بعد تشريب الألواح الزجاجية بالراتنج تم وضع الجزء المركب المستقبلي في أفران معالجة بالحرارة العالية .

و في سياق البحث تم تصنيع كتل من الدروع المركبة ذات التكوين والأبعاد المختلفة. كان المنتج النهائي لهذه المرحلة هو الباب الخلفي لـمدرعة Warrior تم اختبار هذا المنتج في عام 1993 كان الباب المركب بنفس المقاومة للرصاص وأخف بنسبة 25٪
أظهر هذا أنه من الممكن تصنيع هيكل مركب كامل بالخصائص المرغوبة .

مبدأ تصنيع الأجزاء

 

[هيرون]

النموذج المبدئي

في عام 1993 بدأ التطوير على النموذج الأولي لـ ACAVP بهيكل مركب تم تطوير هذا المشروع من قبل شركة Vickers على أساس مدرعة Warrior و لأول مرة في تاريخ الشركة تم إنشاء المشروع بالكامل رقميا أثناء التصميم وتم استخدام المكونات الجاهزة حيث تم استخدام نفس المحرك والهيكل وبعض الوحدات الأخرى بأقل قدر من التغييرات في التصميم وتم الانتهاء من التصميم في أكتوبر 1996 وبعد ذلك بدأت الاستعدادات للبناء.

كان الهيكل المركب لـ ACAVP مشابهًا في مظهره لدرع Warrior ولكن كان له حدود أبسط جعلت من السهل تصنيع وإزالة الأجزاء من النماذج. تم تقسيم الجسم إلى قسمين كان "الجزء السفلي بطول 6.5 م ووزنه 3 أطنان وقد تم تركيب البطانات وعناصر أخرى لتثبيت المحرك والهيكل وغيرها في المركب السفلي كان الجزء العلوي للبدن يبلغ وزنه 5.5 طن ويحتوي على جزء أمامي مائل وسقف طويل مع حلقة برج وفتحات. بلغ سمك الدرع المركب في المناطق الأكثر خطورة 60 ملم .

يتوافق مستوى حماية هذا الهيكل مع درع BMP التسلسلي ولديه إمكانيه لتركيب وحدات التدريع المنفصلة من الصلب أو الألومنيوم أو المركب وهذا جعل من الممكن تعزيز الحماية بإستخدام القدرة الاستيعابية الأضافيه .

في الجزء الخلفي من الهيكل تم تركيب وحدة طاقة تعتمد على محرك الديزل Perkins V8 Condor بقدرة 550 حصان. يمكن أن يتحمل الهيكل المركب درجات حرارة تصل إلى 130 درجة مئوية وهنا لايتوجب القلق بشأن تدمير حجرة المحرك بفعل الحرارة.
تم تجهيز ACAVP ببرج قتالي و تم تقليص الطاقم إلى شخصين - السائق والقائد فقط لم يكن هناك مقصورة للجنود و اعتمادًا على المعدات وعوامل أخرى كانت الكتلة الإجمالية لـ ACAVP في حدود 18-25 طنًا وظل أداء القيادة عند مستوى BMP الحالي مع نفس مستوى الحماية كان الهيكل المركب أخف بنسبة 25٪ من الهيكل المصنوع من الألمنيوم ، ووصلت نسبة خفض الوزن إلى 1.5-2 طن وبأستخدام مكونات الدروع الأخرى يمكن زيادة فرق الوزن إلى 30٪. ومع ذلك لم تكن التقنيات الجديدة رخيصة ويمكن أن يقابل السعر المرتفع مزايا أخرى .

 

[هيرون]

بدأت الاستعدادات لبناء نموذج أولي للمركبة المدرعة ACAVP في نهاية عام 1996.
في هذه المرحلة تبين أن Short Brothers لم تكن قادرة على تصنيع عنصرين كبيرين من الهيكل بسبب عدم وجود أفران ذات الأبعاد المطلوبة.
تم نقل أمر إنتاج الدروع إلى Vosper Thorneycroft وبحلول نهاية عام 1997 تم الانتهاء من النموذج الأولي وإخراجه للاختبار أكدت الاختبارات القوة والصلابة العالية للبدن مما يسمح للمركبة المدرعة بالتحرك فوق التضاريس الوعرة دون التعرض لخطر التشوهات والتلف وما إلى ذلك.
لم يتم اختبار المدرعة لمقاومة التأثيرات للمقذوفات والأنفجارات لكن الألواح المركبة الفردية المصنوعة باستخدام نفس التكنولوجيا اجتازت هذا الاختبار بنجاح

تم الانتهاء من اختبارات النموذج الأولي لـ ACAVP في 2000-2001. بنتائج إيجابية. وفي الممارسة العملية تم تأكيد جميع حسابات المطورين وأصبح لدى المصممين وتحت تصرفهم مجموعة من التقنيات الواعدة المناسبة للاستخدام في المشاريع الجديدة. وكان مستقبل هذه التقنيات يتوقف فقط على خطط ورغبات الإدارة العسكرية وكان اهتمام الجيش بالتطوير الجديد محدودًا. لكن قدر الجيش التطور الواعد ومزاياه ومع ذلك لم تكن لديهم الرغبة في إطلاق تقنيات جديدة واستخدامها في مشروع حقيقي .

بعد بضع سنوات بدأ تطوير عائلة واعدة من المركبات المدرعة Ajax لكن في هذا البرنامج قرروا مرة أخرى استخدام الألمنيوم والدروع الفولاذية و من غير المعروف ما إذا كانت فكرة الدرع المركب ستعود في المستقبل .

من أختبارات الموانع والتضاريس

 

[هيرون]

مصير النموذج الأولي

بعد الانتهاء من الاختبارات تم نقل المركبة المدرعة الوحيدة من طراز ACAVP إلى متحف الدبابات في بوفينجتون تم وضعها في إحدى قاعات العرض لا يزال النموذج الأولي في حالة جيدة ويتم نقله بإنتظام إلى عروض الدبابات للمشاركة في "مهرجانات الدبابات" المحلية ومنذ عام 2001 تم تطوير موضوع الدروع المركبة بشكل محدود بواسطة QinetiQ ويزور متخصصوها المتحف بانتظام ويفحصون مركبة ACAVP بشكل شامل توفر مثل هذه الدراسات نظرة ثاقبة حول كيفية تصرف الجسم المركب مع تقدم العمر ويتم استخدام البيانات التي تم جمعها في بحث جديد ويمكن استخدامها في المشاريع الواعدة إذا أبدى الجيش البريطاني اهتمامًا بمواد جديدة

 

[هيرون]

قدرت كلفة المشروع ب10 مليون جنية إسترليني وقتها .

 

[هيرون]

من الكتب الجيدة التي تطرقت للمواد والمعادن في صناعه الدروع

كتاب علم مواد الدروع المنشور في 2017 والذي يغطي بشكل شامل مجموعة المواد المدرعة من الفولاذ والسبائك الخفيفة من الزجاج والسيراميك ، إلى الألياف والمنسوجات والملابس الواقية. يناقش الكتاب أيضًا جوانب النمذجة التحليلية والرقمية بالإضافة إلى منهجيات اختبار معدل الإجهاد المرتفع المختبري واختبار المقذوفات. ويتضمن دراسات الحالة التي تركز على تطبيقات الحياة الواقعية ونتائج البحث ، والدروس المستفادة .

وفي الفصل الخامس عن البوليمرات والبلاستيك المقوى بالألياف يقدم هذا الفصل مجموعة من البوليمرات المقواة وغير المقواة على حد سواء ويتضمن مراجعة شاملة للعديد من طرق تصنيع المكونات المركبة بجودة الدروع. لأن كل طريقة ستؤدي إلى منتج درع بخصائص مختلفة جدًا

Polymers and fibre-reinforced plastics

This chapter introduces the range of both reinforced and unreinforced polymers and includes a comprehensive review of the many methods of manufacturin…

www.sciencedirect.com

 

[Angmar]

المستقبل بالكامل للمواد المركبة في الصناعات العسكرية و المدنية ايضاً

 

[رٍسِـــلآنٍ]

مدرعه بالفايبرجلاس ؟

بتطلع اخف من السياره

 

[هيرون]

مدرعه بالفايبرجلاس ؟

بتطلع اخف من السياره

ليس بالضرورة أستاذي
بل تختلف صلابة ووزن الألياف الزجاجيه حسب المركبات الداخله في صناعتها ومعالجتها وغيرها
في المشروع المعروض وصل الوزن لهذا الرقم ولم أجد وزن للهيكل بدون باقي المكونات .
والله أعلم

كانت الكتلة الإجمالية لـ ACAVP في حدود 18-25 طنًا

 

[رٍسِـــلآنٍ]

ليس بالضرورة أستاذي
بل تختلف صلابة ووزن الألياف الزجاجيه حسب المركبات الداخله في صناعتها ومعالجتها وغيرها
في المشروع المعروض وصل الوزن لهذا الرقم ولم أجد وزن للهيكل بدون باقي المكونات .
والله أعلم

ولو كانت بنفس التصميم ونفس قدرة التدريع بس معدن كم طن راح توصل ؟