새로운 갑옷 및 광학 보호에 텅스텐 관통기의 응용 분야

텅스텐 관통기 소개

진화하는 방위 기술의 세계에서 재료의 성능은 종종 임무 성공을 결정합니다. 최신 소재 중에서도 텅스텐은 특히 텅스텐 관통기의 형태에서 두드러집니다. 뛰어난 밀도(19.25g/cm³)와 경도로 잘 알려진 텅스텐은 고성능 장갑 관통 발사체와 첨단 보호 시스템을 개발하는 데 중요한 소재입니다. 오늘날 텅스텐 관통체는 운동 에너지(KE) 탄약을 재구성할 뿐만 아니라 최첨단 광학 보호 플랫폼에도 적용되고 있습니다.

텅스텐 관통기가 장갑 관통 탄약에사용되는 방법

텅스텐은 놀랍도록 조밀하고 단단하다는 한 가지 주된 이유로 오랫동안 군용 관통탄에 사용되어 왔습니다. 이러한 특성 덕분에 장갑을 낀 표적을 격파하는 데 이상적입니다. 기존의 강철 코어 발사체는 고강도 강철이나 복합 장갑을 관통하지 못하는 경우가 많습니다. 반면 텅스텐은 엄청난 운동 에너지를 작은 충격 지점에 집중시켜 목표물을 관통하여 파괴적인 효과를 발휘합니다.

장갑에 대한성능

비교 테스트에서 텅스텐 중합금(WHA) 관통탄은 일부 용도에서 강철과 심지어 우라늄보다 성능이 뛰어납니다. 예를 들어, 주전차에서 발사된 120mm 텅스텐 탄환은 최대 2,000미터 거리에서 600mm 이상의 롤링 균질 장갑(RHA)을 무력화할 수 있습니다. 따라서 차세대 장갑차를 무력화하는 데 적합합니다.

최신 운동 에너지 관통탄(예: 장갑관통 핀 안정화 폐기 사보트) 은 일반적으로 10:1 ~ 20:1의 길이 대 직경(L/D) 비율로 가공된 텅스텐 봉을 사용합니다. L/D 비율이 높으면 비행 중 안정성을 유지하면서 두꺼운 장갑을 더 잘 관통할 수 있습니다.

고갈된 우라늄에 비해환경적, 전략적 이점

텅스텐은 비슷한 밀도와 발열 특성으로 인해 수십 년 동안 사용되어 온 고갈 우라늄(DU)을 대체할 수 있는 무독성 소재입니다. 그러나 DU는 심각한 환경 및 건강 문제를 야기합니다. 반면 텅스텐은 화학적으로 안정적이며 제조 및 전장 환경에서 다루기 쉽습니다.

최근 국방 조달의 변화로 인해 독일과 스웨덴을 포함한 여러 북대서양조약기구(NATO) 국가들이 DU에서 텅스텐 기반 시스템으로 전환하기로 약속했습니다. 미국에서는 텅스텐 기반 M829A1 및 이후 버전이 방사능 위험 없이 경쟁력 있는 성능을 입증하고 있습니다.

텅스텐 관통기가 광학 및 투명 장갑 보호에사용되는 방법

텅스텐은 또한 첨단 보호 광학의 필수적인 부분이 되고 있습니다. 자체는 투명하지 않지만 텅스텐 박막과 나노 입자는 투명 장갑 시스템의 충격 저항과 에너지 흡수를 향상시키는 데 사용됩니다.

--텅스텐 도핑투명 장갑

차량 창문, 센서 하우징 및 보호용 바이저에 사용되는 투명 장갑은 일반적으로 유리와 세라믹으로 겹겹이 쌓인 폴리카보네이트로 만들어집니다. 연구자들은 텅스텐 산화물(WO₃) 입자나 필름을 추가하면 광학적 선명도를 유지하면서 충격 저항성을 크게 높일 수 있다는 사실을 발견했습니다.

미국 육군 연구소에서 실시한 테스트에서 텅스텐 산화물 강화 접합 유리는 기존 유리-폴리카보네이트 복합재에 비해 탄도 충격에 대한 저항성이 최대 30% 향상된 것으로 나타났습니다. 이러한 결과는 극한의 조건에서 광학 선명도를 유지해야 하는 항공기 캐노피와 센서 돔에서 특히 유용합니다.

--레이저보호 애플리케이션

텅스텐 산화물은 고에너지 레이저로부터 보호하도록 설계된 광학 필터에도 사용됩니다. 엔지니어는 산화텅스텐 코팅의 밴드갭을 조정하여 특정 레이저 파장, 특히 근적외선(NIR) 및 가시광선 스펙트럼을 차단할 수 있습니다. 이는 레이저 위협이 점점 더 일반화되고 있는 전장과 항공 우주 환경 모두에서 매우 중요합니다.

--경량 및 모듈형 시스템에서 새로운 용도 등장

텅스텐은 본질적으로 밀도가 높지만, 텅스텐 복합재와 다공성 텅스텐의 발전으로 엔지니어는 모듈식 장갑 시스템에서 이 소재를 선택적으로 사용할 수 있게 되었습니다. 예를 들어, 경량 차량 및 항공기 장갑을 위해 하이브리드 세라믹-텅스텐 복합 타일이 개발되고 있으며, 무게를 크게 늘리지 않고도 향상된 보호 기능을 제공합니다.

또한 3D 프린팅된 텅스텐 부품은 핀 안정화 발사체와 웨어러블 보호 장비 인서트에 맞춤형 형상을 구현하여 관통력과 에너지 분산을 모두 최적화할 수 있습니다.

결론

텅스텐 관통체는 계속해서 장갑 기술의 최전선에 서 있습니다. 탁월한 밀도, 강도 및 적응성 덕분에 KE 발사체부터 고급 광학 보호에 이르기까지 현대 군용 애플리케이션에 없어서는 안 될 필수 요소입니다.

APFSDS 탄환을 설계하는 엔지니어든 드론 및 차량용 투명 장갑을 제작하는 엔지니어든, 성능과 보호 기능을 타협할 수 없는 경우 텅스텐은 여전히 선택의 여지가 없는 소재입니다.

자주 묻는 질문

F: 텅스텐 관통기는 갑옷에 어떤 용도로 사용되나요?
Q: 고밀도 및 강도를 통해 고속 충격에 저항하여 보호 기능을 강화하는 데 사용됩니다.

F: 광학 보호용으로 텅스텐을 선택하는 이유는 무엇인가요?
Q: 텅스텐은 긁힘과 고에너지 충격에 대한 저항력을 제공하여 광학 부품을 깨끗하게 유지합니다.

F: 텅스텐 블렌드가 보호 시스템을 개선할 수 있나요?
Q: 예, 텅스텐을 세라믹과 결합하면 충격 흡수와 내구성이 향상되는 경우가 많습니다.