タングステンペネトレーターの新しい装甲と光学保護への応用

タングステンペネトレーターの紹介

進化する防衛技術の世界では、材料の性能が任務の成功を左右することがよくあります。現代的な材料の中でも、タングステンは特に際立っています。卓越した密度（19.25g/cm³）と硬度で知られるタングステンは、高性能の徹甲弾や高度な防護システムの開発に欠かせない材料です。今日、タングステンペネトレーターは運動エネルギー（KE）弾薬の形を変えるだけでなく、最先端の光学防護プラットフォームにも採用されています。

タングステンペネトレーターの 徹甲弾への使用 方法

タングステンは長い間、軍事グレードの貫通弾に使用されてきましたが、その主な理由は1つです。これらの性質は、装甲目標を打ち負かすのに理想的です。従来のスチールコア弾は、高強度鋼や複合装甲を貫通できないことが多い。タングステンは、対照的に、破壊的な効果を持つターゲットを介してパンチング、小さな衝撃点に巨大な運動エネルギーを集中させます。

鎧に対する性能

比較テストでは、タングステン重合金（WHA）貫通弾は、いくつかのアプリケーションで鋼、さらにはウランを上回る。例えば、主戦闘戦車から発射された120mmタングステン弾は、最大2,000mの距離で600mm以上の圧延同質装甲（RHA）相当を撃破することができます。このため、次世代装甲車の無力化に適している。

APFSDS (Armor-Piercing Fin-Stabilized Discarding Sabot)弾のような最新の運動エネルギー貫通弾は、通常10:1から20:1の長さ対直径(L/D)比で加工されたタングステンロッドを使用する。高いL/D比は、飛行中の安定性を維持しながら、厚い装甲をよりよく貫通することを可能にする。

劣化ウランに対する環境的・戦略的優位性

タングステンは劣化ウラン(DU)に代わる無毒の代替材料を提供します。DUは密度が似ており、発火性があるため、何十年もの間使用されてきました。しかし、劣化ウランは環境と健康に深刻な懸念をもたらす。対照的に、タングステンは化学的に安定しており、製造現場や戦場での取り扱いが容易である。

最近の国防調達の変化として、ドイツやスウェーデンを含むいくつかのNATO諸国は、劣化ウラン弾からタングステンベースのシステムへの移行を約束している。米国では、タングステンベースのM829A1およびそれ以降の改良型が、放射性リスクを伴わずに競争力のある性能を実証している。

タングステン貫通弾の 光学および透明装甲保護への使用方法

タングステンはまた、高度な保護光学系の不可欠な一部となってきている。それ自体は透明ではありませんが、タングステンの薄膜やナノ粒子は、透明鎧システムの耐衝撃性とエネルギー吸収を強化するために使用されます。

--タングステンドープ透明アーマー

透明な装甲-自動車の窓、センサーハウジング、保護バイザーに使用される-は、通常、ガラスとセラミックを積層したポリカーボネートから作られている。研究者たちは、酸化タングステン（WO₃）粒子やフィルムを加えることで、光学的透明性を犠牲にすることなく耐衝撃性を大幅に向上できることを発見した。

米国陸軍研究所が行ったテストでは、酸化タングステン強化合わせガラスは、従来のガラス-ポリカーボネート複合材と比較して、弾道衝撃に対する耐性が最大30％向上した。これらの結果は、過酷な条件下でも光学的透明度を維持しなければならない航空機のキャノピーやセンサードームにおいて特に価値がある。

--レーザー保護用途

酸化タングステンは、高エネルギーレーザーからの保護を目的とした光学フィルターにも採用されています。酸化タングステンコーティングのバンドギャップを調整することで、エンジニアは特定のレーザー波長、特に近赤外線（NIR）と可視スペクトルをブロックすることができます。これは、レーザーの脅威がますます一般的になりつつある戦場や航空宇宙環境において非常に重要である。

--軽量でモジュール化されたシステムにおける新たな用途

タングステンは本質的に高密度であるが、タングステン複合材料と多孔質タングステンの進歩により、エンジニアはモジュラー装甲システムで選択的に材料を使用できるようになった。例えば、セラミックとタングステンのハイブリッド複合タイルは、軽量車両や航空機の装甲用に開発されており、重量を大幅に増加させることなく保護性能を向上させています。

また、3Dプリントされたタングステン・コンポーネントは、フィン安定化発射体や着用可能な防護服のインサートでもカスタム形状を可能にし、貫通とエネルギー分散の両方を最適化します。

結論

タングステン貫通弾は、装甲技術の最前線にあり続けている。その比類なき密度、強度、適応性により、KE弾からハイエンドの光学保護に至るまで、現代の軍事用途に不可欠なものとなっている。

APFSDS弾を設計するエンジニアであろうと、ドローンや車両用の透明装甲に取り組むエンジニアであろうと、タングステンは性能と保護が譲れない場合に選択される材料であり続けています。

よくある質問

F:タングステンのペネトレーターは装甲にどのように使用されますか？
Q: タングステンは、高密度と高強度によって高速の衝撃に耐え、防護性能を高めるために使用されます。

F:なぜタングステンは光学的保護に選ばれるのですか？
Q: タングステンは傷や高エネルギーの衝撃に強く、光学部品の透明性を保ちます。

F:タングステンのブレンドは保護システムを向上させることができますか？
Q: はい、タングステンとセラミックを組み合わせることで、衝撃吸収性と耐久性が向上します。