BALİSTİK KORUYUCU HAFİF KOMPOZİT BAŞLIK ÜRETİMİNDE GELİŞMELER

Year 2019, , 79 - 94, 14.04.2019

Murat Giray Stuart Baıley

https://doi.org/10.28956/gbd.551759

Cited By: 3

Abstract

Günümüzde
sıklıkla kullanılan hafif kompozit askeri miğferlere ait tasarım ve üretimine
dair düşünceler orjinal ekipman imalatçısı (OEM) gözüyle tartışılıp
değerlendirilmektedir. Modern hafif kompozit askeri miğferlerin fonksyonel
isterleri ana hatlarıyla özetlenmekte, bunların ölçümünde kullanılan ve rutin
olarak istenen performans ölçme değerlendirme kriterleri teknik şartnameler
kapsamında açıklanmaktadır.  Bu
performans ölçümlerinde pek çok farklı ölçme tekniği ve pek çok farklı son
kullanıcı tarafından istenen pek çok farklı performans seviyeleri olduğundan,
üretici ve son kullanıcının malzeme ve son ürün seçimi yapmakta sıklıkla
karşılaştığı farklı zorluklar vurgulanmaktadır.

Hafif kompozit
askeri miğferlerin performansını mümkün olan en yüksek seviyeye getirmeye
yönelik çalışmalar kapsamında her an karşımıza çıkan oldukça karmaşık ve
birbiriyle çatışan isterlerin dengelenmesi gerekliliği orjinal ekipman
üreticisi gözüyle açıklanmaktadır. Modern hafif kompozit askeri miğfer
yapımında fiber destekli hafif kompozit yapıların kullanımı
detaylandırılmaktadır. Miğferlerde sıkça kullanılan kompozit yapılar
tanıtılmakta, bunların öne çıkan özellikleri belirtilerek, en etkin miğfer
yapısına ulaşacak farklı kompozit malzemelerden oluşan melez yapılı kabuk
dizilimleri açıklanmaktadır. Bu melez yapıların oluşturulmasında karşımıza
çıkan malzeme uyumsuzluklarına dair sorunlar ve olası çözümleri üretici ve
kullanıcıların dikkatine sunulmaktadır.

En yaygın iki
kompozit miğfer üretim tekniği ayrıca özetlenmektedir. Bunlar derin çekme ve
basınç altında kalıplamadır. Makale, basınç, sıcaklık, süre gibi ana proses
girdilerinin kullanılan malzemenin gerçek potansiyelini doğru biçimde
yansıtacak şekilde seçiminin önemini vurgulamaktadır. Bu yapılırken hafif
kompozit miğfer üretiminde gittikçe artan ultra yüksek moleküler yoğunluklu
polietilen malzeme kullanımının geleneksel basınç altında kalıplama yöntemleri
dışında derin çekme gibi yeni ve daha karmaşık yöntemlere gerek duyduğu
vurgulanmaktadır.

Geliştirme
çalışmalarında yapılan bu seçimlerin ve elde edilen deneyimin, kendi
miğferlerinin performans kriterlerini belirleyen uluslararası savunma
bakanlıkları teknik dairelerine ışık tutacağı ve rehber olacağını
düşünmekteyiz.

Keywords

Hafif kompozit, Askeri başlık, ultra yüksek molekül ağırlıklı polietilen

DEVELOPMENTS IN LIGHTWEIGHT COMPOSITE BALLISTIC HELMET MANUFACTURE

Abstract

The design and manufacturing considerations for modern
lightweight military helmets are discussed by an original equipment
manufacturer (OEM.). The core functional requirements of contemporary military
helmets are outlined, describing the performance measures that are routinely
requested to quantify these requirements within specifications. The challenges
for OEM and end-user are highlighted, as there are many ways of measuring this
performance and many different levels of performance desired by different end
users. 

The OEM states the compromises that are made in order
to maximise helmet performance whilst balancing the complex and competing
requirements of military helmets. The use of lightweight fibre-reinforced
composite structures in modern military helmets is described. The composite
materials commonly used in these helmets are discussed, highlighting the key
properties of the materials used and the use of hybridised shell constructions
using many different materials in order to achieve optimum helmet shell
performance. The challenges faced when hybridising helmet constructions in this
way, using often incompatible materials is considered.

The two most common helmet manufacturing processes are
also outlined, and the paper discusses how careful selection of processing
parameters is key to realise the full potential of the materials used: how the
increased use of ultra-high molecular weight polyethylene in ballistic helmets
has led to the use of new manufacturing processes, such as deep draw, for the
manufacture of fibre reinforced composite helmets rather than the traditional
compression moulding.

These preferences and the experience gained during the
development initiatives are considered to provide insight and guidance to those
specifying requirements for their own helmets, such as the technical
representatives of international Ministries of Defence.

Keywords

lightweight composite, military helmet, ultra high molecular weight polyethylene

References

• Anctil, B., Bayne, T. (2014). Compression Resistance Testing of Combat Helmet and the Effects on Ballistic Performance. Defence Research and Development Canada Report DRDC-RDDC-2014-P75; (1), 11-90.
• Hisley, D., Lee, J., Gurganus, J. (2010). Experimental Assessment of Two Instrumented Headforms for Use in Helmet Performance Tests. Personal Armour Systems Symposium 2010 Proceedings; (90), 89-98.
• Łandwijt M., Romek R. (2015). Determination of the Risk of Head and Neck Injuries of the User of Bulletproof Helmets. FIBRES & TEXTILES in Eastern Europe; 23, 4(112): 103-108. doi: 10.5604/12303666.1152740
• Lewis E.A., Clarke B. (2018). The virtues of VIRTUS: development and introduction of the new VIRTUS body armour, load carriage and helmet system for UK Armed Forces personnel. Personal Armour Systems Symposium 2018 Proceedings.
• NATO (2003). Ballistic Test Method for Personal Armour Materials and Combat Clothing, Edition 2 ed: North Atlantic Treaty Organization, STANAG 2920, 2003.
• Shephard, R. and Helliker, M. (2014). The Development of UK Body Armour and Helmets from WWII to the end of the 20th Century. Personal Armour Systems Symposium 2014 Proceedings.
• Werff, H. van der, Heisserer U. (2016), High-performance ballistic fibers: Ultra-high molecular weight polyethylene (UHMWPE). Advanced Fibrous Composite Materials for Ballistic Protection, 71-107.