Ulusal savunmada ihtiyaç duyulabilecek malzemeleri üreten savunma sanayi, yaygınlaşan kompozit kullanımı ile başka bir boyuta taşındı. Kompozit malzemeler mukavemet/yoğunluk gösteren malzemeler olduğundan ötürü savunma sanayinde sıkça tercih edilen bir materyal haline geldi. Bu yazıda, bu malzemelerin kullanımı ve avantajlarına değineceğiz.

Savunma Sanayi Kompozit Malzemelerin Önemi

Savunma sanayi için üretilen malzemeler, materyalden kaynaklı genel olarak ağırdır. Fakat hafiflik savunma sanayi için ciddi avantaj sağlar. Kompozit malzemeler, bu açıdan avantaj elde etmek için kusursuz ürünlerdir. Ayrıca kompozit yapısı gereği yüksek mukavemet gösterdiğinden daha uzun ömürlü bir kullanım sağlar. Bunlar kompozit kullanımının yalnızca birkaç avantajından biridir. Dolayısıyla savunma sanayi için kompozit malzeme kullanımı gelecekteki yerini de sağlamlaştırmaktadır.

Savunma Sanayinde Kullanılan Kompozit Malzemeler ve Uygulamaları

Kompozit Malzemeler nelerdir

Savunma sanayide kompozit malzemelerin kullanımıyla birlikte amaçlanan yüksek mukavemet, şekillendirilebilirlik, korozyon ve kimyasal etkilere karşı direnç gösterme ve renklendirilebilme gibi özellikler sağlanmış olur.

Bu kompozit malzemelerin kullanımın temel alanları askeri hava taşıtlarının kanat, kuyruk kısımları ve iniş-kalkış pistleri, hava taşıtlarının zırhları, insansız hava araçları, askeri araç koltukları, yanmaz askeri çadırlar, askeri taşımacılık için kullanılan ağır vasıtalar, silah gövdeleri, vücut koruyucu hafif zırhlar, kurşun geçirmez yelekler ve sıvı zırhlar olarak sıralanabilir.

1. Sıvı Zırh

Geleneksel yöntemlerle üretilen zırhlar genellikle katı bir formdadır. Sıvı zırhlar ise normal şartlarda sıvı haldeyken vurulma anında sertleşme refleksi gösterirler. Normal şartlar altında sıvı olan zırh, kişiye rahat hareket edebilme olanağı sunar. Bu sıvı malzemeler “kesme gerilmesi altında sertleşen malzeme (Shear Thickening Fluid) olarak adlandırılırlar. Bu sıvılar genellikle koruyucu zırhlarda kullanılır ve kurşuna karşı koruyucu özellik göstermesinin yanında ok ve bıçak gibi darbelere karşı da koruma sağlar.

2. Askeri Araçlarda Takviyelendirilmiş Termoplastikler

Askeri Araçlarda kompozit

Savunma sanayi kompozit malzemeler, askeri taşıma araçları ve ağır vasıtalarda da sıkça tercih edilir. Bu amaca uygun olarak sıkça tercih edilen kompozit malzeme, sürekli fiber takviyeli termoplastiklerdir. Savunma sanayi kompozit malzemeler bu alanda özellikle zemin ve yan paneller, bagaj, koltuk bileşenleri ve kompartımanda tercih edilir. Bir kamyonun ağırlığının %40’ını şasi, süspansiyon, aktarma organı ve tekerlekler oluşturur. Hafif bir materyal olmasından dolayı bu malzemelerin bu alanlarda kullanımı tercih edilebilir. Bunun yanı sıra kaporta, kapı, tavan ve tamponlarda da yakın gelecekte kompozit malzeme kullanımında bir artış beklenir.

Ağırlığı azaltmak için askeri araçlardaki koltuklar, gövde panelleri, tekerlek yuvaları, çamurluk, motor kaplamaları ve taban panel bileşenleri gibi alanlarda da kompozit malzemelerden faydalanılabilir. Polimer matrisli kompozitler genellikle askeri araçların yapısal olmayan kaporta parçaları ve tavan kaplamalarında tercih edilirken cam fiber polipropilen kompozit ise daha çok akü kutusu, motor kaplaması ve görünmeyen diğer parçalarda tercih edilir. Şaside çelik kullanarak ağırlığı azaltma yöntemine ek olarak fiber takviyeli kompozit malzeme kullanımıyla ağırlık %12’ye varana dek azaltılabilir.

3. Hava Taşıtları İçin Zırh

Savunma sanayi kompozit malzemeler kullanımı ile ağırlığı azaltırken bekayı arttırmak mümkün. Bir uçak gövdesinin 30 mm kalınlığında karbon fiber takviyeli kompozitten imal edildiğini var sayalım. Sert çelikten yapılmış bir uçak gövdesi tehditleri nasıl karşılıyorsa kompozit malzemeden yapılan uçağın gövdesi de aynı şekilde tehditleri karşılar. Buna ek olarak çelikten elde edilen uçak gövdesine kıyasla %10 hafiflik sağlar.

4. Karbon Fiber Kompozit Kuyruk Konisi

Karbon Fiber malzemelerin kullanımı

Savunma sanayi kompozit malzemeler birçok açıdan avantaj sağlar. Hafiflik, güç, yüksek uçuş menzili, yüksek yük kapasitesi, uzun hizmet süresi, yüksek korozyon direnci, bakım onarıma elverişli olması ve teknik yenilik sağlaması bu avantajlardan birkaçıdır. Bu nedenle askeri ve sivil uçaklarda; özel olarak kanat, gövde, hem yatay hem de dikey denetleyiciler, helikopter pervane ve millerde yaygın olarak kullanılır.

Kuyruk konisi tasarımında esas olan optimum ağırlık ve eğilme özelliklerini barındırmasıdır. Dolayısıyla kuyruk konisinin maruz kalabileceği en üst seviyedeki yükler esas alınır. Maksimum yük kapasitesini karşılamaya uygun malzeme ve tasarıma uygun savunma sanayi kompozit malzemeler kullanılarak kuyruk konisi üretilir.

5. Balistik Zırhlarda Kullanılan Kompozitler

1972 yılında DuPont tarafından üretilen Kevlar bir elyaf türüdür. Kevlar piyasaya sürülürken “aynı ağırlıktaki çelikten beş kat daha sağlam” sloganı kullanılmıştı. Kevlar yanmaya karşı yüksek direnç göstermesinin yanında erime veya akmaya da uğramaz. Kevların sağladığı tek avantajlar bunlar değildir. Bunun yanında yüksek çekme gerilimi, kimyasallara karşı direnç, boyutsal kararlılık, yüksek ısıl özellik ve boyutsal kararlılık gibi ciddi avantaj sağlayabilecek özellikler de barındırır. Dolayısıyla günümüzde sıkça tercih edilir. Gemi inşasında, ısıya karşı dayanıklılık göstermesi gereken iş kıyafetlerinde, hidrolik hortumlarda, spor ürünlerinde, yangın battaniyelerinde ve motosiklet ve uçak gibi araçlarda gerek duyulan hız lastiklerinde Kevlar sıkça tercih edilen bir elyaftır. Tüm bu günlük kullanımların yanında kurşun geçirmez yelek ve kasklarda, araç korumalarında, stratejik ekipman kalkanı gibi ciddi korumaya ihtiyaç duyan alanlarda da sıkça tercih edilir.

6. Polimer Beton Kompozitler

Polimer beton kompozitler, hızlı dayanım elde edilmesini sağlar. Dolayısıyla savunma sanayi kompozit malzemeler arasında yerini alır. Polimer beton kompozitler, kumsal ve sahil bölgelerindeki askeri uygulamalar için kullanılır. Doğal ve sentetik malzemeler kullanılarak elde edilir. Polimer beton kompozitler genellikle karayollarının inşası ve onarımında, helikopter ve uçak pistlerinde, füze rampalarında yer alan koruyucularda, ordu tanklarının test yataklarında ve diğer askeri uygulamalarda tercih edilir. Böylelikle askeri birliklerin çölde, kıyı şeritlerinde, yüksek rakımlı bölgelerde hareket kabiliyeti artmış olur.

7. Kompozit Filtre Muhafazası

Geleneksel yöntemler kullanılarak dökme demirden elde edilen filtre muhafazaları genellikle yaklaşık 120 kg ağırlığındadır. Aynı filtre muhafazası kompozit malzemeler kullanılarak elde edildiği takdirde bu ağırlığın 16 kg’a düşmesi hedeflenir. Kompozit kullanımı metal malzemeye kıyasla korozyon direncinde de ciddi oranda iyileştirme sağlar. Kompozit filtre muhafazasının üretilmesinde epoksi reçine ve dört açılı cam fiber takviye kullanılır.