Savunma sanayisinde kullanılan kompozit zırhlar hakkında bilgiler içermektedir.

1. KOMPOZİT ZIRH
MALZEMELERİ
HAZIRLAYAN
CENGİZ MURAT TEKİNBÜĞRÜ
SAKARYA ÜNİ.
TEKNOLOJİ FAK.
MEKATRONİK MÜH.
100918039
Mart-2013
1

2. Birbirine karışmayan iki veya daha
fazla katının bileşimiyle oluşan katı malzemelere
"kompozit malzeme" denir.
KOMPOZİT MALZEME NEDİR ?
Bu karışımın özelliği, kendini oluşturan maddelerin
özelliklerinden çok daha üstündür. Buradaki amaç
birleşimi oluşturan maddelerin üstün özelliklerinin bir
araya getirilmesini sağlamaktır.
2

3. Kompozit malzemede genelde dört koşul aranmaktadır
 İnsan yapısı olmaması, dolayısıyla doğal bir malzeme
olmalı,
 Kimyasal bileşimleri birbirinden farklı belirli ara
yüzeylerle ayrılmış en az iki malzemenin bir araya
getirilmiş olmalı,
 Farklı malzemenin üç boyutlu olarak bir araya getirilmiş
olmalı,
 Bileşenlerin hiç birinin tek başına sahip olmadığı
özellikleri taşımalı.
KOMPOZİT MALZEME HANGİ ÖZELLİKLERE
SAHİP OLMALI ?
3

4. KOMPOZİT MALZEMELERİN
ÖZELLİKLERİ
Hafiftirler
4
Günlük hayatta neredeyse her alanda hafif kompozit malzemelerden
yapılmış ürünleri kullanmaktayız.

5. KOMPOZİT MALZEMELERİN
ÖZELLİKLERİ
• Mukavemetleri yüksektir
5
Resimlerde çeşitli dayanıklılık testlerine tabi tutulan kompozit
malzemeden yapılmış ürünler görülmektedir.

6. KOMPOZİT MALZEMELERİN
ÖZELLİKLERİ
• Sünektikler
6
Kompozit malzeme kullanılarak yapılmış hafif deniz araçları zor deniz
şartlarına bir miktar esneyerek uyum sağlamaktadır.

7. KOMPOZİT MALZEMELERİN
ÖZELLİKLERİ
• Şok dirençleri yüksektir
7
Örneğin kompozit gövdeden yapılan uçağın düşmesi esnasında
ortaya çıkan enerji gövde tarafından emilmektedir.

8. KOMPOZİT MALZEMELERİN
ÖZELLİKLERİ
• Yüksek sıcaklığa ve aşınmaya dayanıklıdırlar
8
Yüksek sıcaklık korozyon ve aşınmaya maruz kalan ürünler kompozit
teknolojisi ile üretilebilir.

9. KOMPOZİT MALZEMELERİN
KULLANIM ALANLARI
En tipik örnek, artık günümüzde gelenekselleşmeye
başlayan ve "fiberglas" olarak bilinen polyester esaslı
reçinelerin cam elyaf ile takviyesiyle üretilen
malzemelerdir.
• Hafif ve sağlam
gövdenin gerekli olduğu
sürat teknelerinde
9

10. KOMPOZİT MALZEMELERİN
KULLANIM ALANLARI
•Gelişmiş robot teknolojileri
•Havacılık ve uzay teknolojileri
10

11. KOMPOZİT MALZEMELERİN
KULLANIM ALANLARI
•Raylı ulaşım teknolojileri
•Yarış araçları teknolojilerinde
11

12. KOMPOZİT MALZEMELERİN
KULLANIM ALANLARI
•Zırh teknolojilerinde
12

13. 13
Asıl konumuz olan kompozit malzemelerin zırh
teknolojisinde kullanımına gelelim. Dünyada kompozit
teknolojisi geliştikçe bu teknolojinin savunma sanayisinde ki
kullanımı da artış gösterdi.
Kompozit malzemeler çeşitli kombinasyonlarla kendini
oluşturan bileşenlerden daha dayanıklı ve hafif hale
getirilebilirler. Bu durumdan faydalanılarak savunma
sanayinin olmazsa olmazı zırhlara uygulanıp kompozit zırhlar
geliştirilmeye başlandı.
Zırh malzemelerini daha iyi anlamak için geçmişten
günümüze kullanılmış zırhları kısaca inceleyelim.

14. ZIRH MALZEMELERİN KISACA TARİHÇESİ
 Zırh malzemeleri ilk olarak Roma
döneminde kullanılmaya başlanmıştır
(M.Ö 750).
 Avrupa'da geç dönem ortaçağ
zamanı, özellikle 13. yüzyıldan
beri zincir zırh üzerine giyilen plakalarla
kişisel zırhlar oluşturulmuştur.
14

15. ZIRH MALZEMELERİN KISACA TARİHÇESİ
RÖNESANS DÖNEMİ ZIRHLAR
 Tavlanmış çelikten yapılan bütün
bir plaka zırh takımının, 20 kg
civarında bir ağırlığı vardır.
15

16. ZIRH MALZEMELERİN KISACA TARİHÇESİ
GÜNÜMÜZDE ZIRH KULLANIMI
Kişisel zırhlar
Araç zırhları
16

17. ZIRH ÇEŞİTLERİ
Zırh çeşitlerini altı başlık altında toplayabiliriz.
1-Homojen zırh:
En eski zırh teknolojisi. Genelde en kalın yeri 35 cm
yi geçmezken günümüz tanksavar silahları bu zırhı
130 cm ye kadar delebiliyor. Ülkemizde kullanılan m-
48, m-60 tankları bu tür zırha sahiptir.
2-Reaktif zırh:
Bu aslında bir zırh çeşidi değil de, kaplama
olarakta sayılabilir. Diğer zırhlar içinde patlayıcı
barındıran plakalarla bezemektedir. Tanksavar
mermisi bu plakaya çarpınca plakanın içindeki
patlayıcı patlayıp mermiyi saptırıyor. Diğer tüm
zırhların üstüne uygulanabiliyor ve araca 2 tonluk
ekstra yük kazandırıyor. ilk olarak Arap İsrail
savaşlarında İsrail Merkava tanklarına uygulamış.
Sovyetler birliği de yaygın olarak kullanmış. t-72, t-
80, t-84 gibi tank modellerinde.
17

18. ZIRH ÇEŞİTLERİ
3-Boşluklu (sandviç)zırh:
Zırh ana zırh (daha kalın) ve iç zırh (ince) olmak
üzere iki parçadır. Aralarında hava boşluğu, su ya da
yanıcı olmayan başka bir sıvı bulunur .İnce zırha
çarpan mermi ana zırha gelene kadar iyice etkisini
yitirir, ana zırhı delemez. m-1, t-80, . Leopard 1 a 1
tanklarında bu zırh modeli tercih edilmiştir.
4-Aktif zırh:
Aktif tedbirli zırhlı araçlar ise tehdidi algılayarak
tanka isabetinden önce karşı
ateşle tahrip prensibine dayanmaktadır. Tehdidin
algılanması ve tahribi 12 mili/saniyede
gerçekleşmektedir ve füze bu süre içinde ancak cm
ile ifade edilecek kadar yer
değiştirebilmektedir. T80 , T84 gibi tank
modellerinde kullanılmıştır.
18

19. ZIRH ÇEŞİTLERİ
5-Modüler zırh :
Halen araştırma ve geliştirme
aşamasında. Çelik zırhın fakirleştirilmiş
veya seyreltilmiş uranyumla
güçlendirilmesi sonucunda elde edilen
zırh çeşididir. Bu yöntemle elde edilen
güçlendirilmiş zırh, tanklarda
kullanılmaktadır. Ancak radyoaktif
özelliğinden dolayı kullanıcı personel
mutantlaşmasa da ciddi rahatsızlıklar
(kanser vb.) geçiriyor, ölüyor.
19

20. ZIRH ÇEŞİTLERİ
6-Kompozit (bileşik) zırh:
1960 lı yıllarda bir metrelik çeliği parçalayabilecek kadar güçlü tanksavar roketlerinin
geliştirilmesinden sonra, çukur imlalı mermilerin verdiği zayiattı bertaraf etmek için İngiliz
ordusu tarafından tabakalar halinde değişik fiziksel özelliklere sahip materyallerden
oluşan bu zırh çeşidi geliştirildi. Buradaki katmanların bazılarında şok dalgalarını emen
alüminyum, plastik gibi maddeler, diğer bir katmanda ise yüksek ısıya dayanıklı seramik
maddeler, bazı katmanlarda ise yüksek dirençli çelik tabakalar kullanılmakta.
20

21. ZIRH ÇEŞİTLERİ
6-Kompozit (bileşik) zırh(devam)
Halen dünyada (Türkiye de yok) kullanılan en yüksek zırh teknolojisi olarak kabul
edilmekte olup; m 1, m 1 a1, m 1 a2, Challenger, Leopard 2, t 80, t 84ve t 90 tanklarında
kullanılmaktadır
21

22. KOMPOZİT MALZEMELERİN ZIRH
OLARAK KULLANILMASI
Kompozit malzemeler genelde bir veya birkaç
çeşit elyaf, çeşitli rijit parçacıkların reçinelerle
veya metal/seramik matrislerle değişik şekilde
süreçlere sokulması sonucu elde edilirler.
Bu amaçla kullanılan elyaflar ise
cam karbon , seramik, aramid ve karışık elyaf
olabilmektedir.
22
Bazen de elyaf yerine elyaftan üretilmiş keçe veya dokuma
kullanılmaktadır. Böylece dayanım daha fazla artar üretimde de pratiklik
sağlanır.

23. İYİ BİR ZIRH MALZEMESİNİN
ÖZELLİKLERİ
İyi bir zırh malzemesi hem hafif hem de dayanıklı olmalı,
Yüksek akma dayanımına sahip olmalı,
Tokluğu (kırılmaya karşı dayanıklılık) yüksek olmalı,
Yüksek dinamik çekme dayanımına sahip olmalı,
Enerji absorbe edebilmeli (şok direnci),
Düşük yoğunluğa sahip olmalı,
Elastisite ve kayma modülleri yüksek olmalı ,
Çok yüksek ısılara dayanabilmeli,
Tasarlanan zırh kolay üretilebilir ve kolay monte edilebilir yapıda
olmalıdır.
23

24. NEDEN KOMPOZİT ZIRH ?
Klasik mühendislik malzemelerinde bu
bahsedilen özelliklerin birlikte bulunması
oldukça zordur. Yüksek sertlikteki
malzemelerle, yumuşak, sünek
malzemelerin kompozit şeklinde
tasarımları bu tür uygulamalar için de bir
çözüm yolu olabilir. İşte bu yüzden
kompozit zırh malzemelerine gereksinim
duyulmuştur. Yüksek sertlik ve
mukavemetteki çelik saçlarla yumuşak,
sünek özelliğe sahip saçlar kaynakla
birleştirildiğinde, dıştaki sert tabaka zırhın
delinmesini önlerken, içerideki yumuşak
tabaka deforme olarak darbe enerjisini
absorbe eder.
24

25. GELENEKSEL ZIRHLARLA KARŞILAŞTIRMA
25
GELENEKSEL ZIRHLAR(Seramik
zırh,çelik zırh vb.)
Zırhların karşılaştırılmasında genelde üç parametre diğerlerinden daha önemlidir. Bunlar
performans,ağırlık ve maliyettir. Bu kapsamda geleneksel zırhlarla,yeni nesil kompozit
zırhları karşılaştıracak olursak;
 Ağırdırlar, zırhlanan araçların
hareket kabiliyetlerini sınırlarlar.
Geliştirilen tanksavar mermileri
karşısında zayıf kalmaktadır.
 Yeni nesil zırhlara göre
performansları düşüktür.
 Buna karşın üretimleri yeni nesil
zırhlara göre kolay ve maliyeti ucuzdur.
KOMPOZİT ZIRHLAR
 Hafiftirler,zırhlanan araçlara hareket
kabiliyeti yönünden avantaj sağlarlar.
 Elastisiteleri ve sertlikleri yüksektir. Bu
sayede gelen mermilerin uç kısımlarını
aşındırarak etkisini azaltırlar.
 Bu üstün özellikleri bakımından
performansları ve sağladıkları avantajları
geleneksel zırhlara göre yüksektir.
 Üretimleri oldukça karmaşık ve maliyetlidir.

26. KOMPOZİT ZIRH ÇEŞİTLERİ
Aramid Elyaf
Kevlar , Aramid elyafının piyasa da bilinen ticari ismidir ve
düşük yoğunluk (1.44 g/cm3), yüksek darbe, aşınma ve
kimyasal dayanıklılıkları sayesinde tercih edilirler. Cam
elyafa göre %35 daha hafiftirler.
Cam Elyaf
Eritilmiş haldeki camın küçük deliklerden akıtılıp katılaştırılması
sonucu üretilir. Isıl iletim katsayıları düşük olduğundan yalıtım
malzemesi olarak kullanılırlar. Ayrıca yüksek mukavemet değerleri
nedeniyle diğer malzemelerle birleştirilerek kompozit
malzeme üretiminde kullanılır. Bunun yanında mayın kasası
yapımında bolca kullanılmaktadır. Bunda en önemli neden cam
elyafından üretilen mayının metal tarama aygıtlarına
yakalanmamasıdır. Bugün bildiğimiz cam elyafının geliştirilmesi
1930’lu yılların sonlarına doğru yapılabilmiştir. 26

27. KOMPOZİT ZIRH ÇEŞİTLERİ
Bor Karbürün Zırh
Bor karbür yüksek sertliği, düşük yoğunluğu ve diğer
üstün özellikleri nedeniyle askeri amaçlı olarak havacılık ve
personel koruma konularında zırh yapımına en uygun
malzemelerden biridir. Bu iki temel amaç dışında tank ve
hafif zırhlı araçların korunmasında da oldukça yaygın
kullanımı vardır.
Yeni nesil bütün helikopterlerde (Super Puma, Black
Hawk, Super Cobra, Apache), uçaklarda (C-130, C-17,
A400M), yüksek hız ve mobilite gerektiren zırhlı kara
araçlarında (Hummer, Zırhlı Personel Taşıyıcı vb.), havadan
taşınabilir araçlarda, personel koruyucu balistik yeleklerde,
tanklarda (zırh tabakası veya ilave zırh olarak), komuta
kontrol merkezlerinde zırh malzemesi olarak bor karbür
kullanılabilmektedir. Yeni üretilen ALTAY tankında da
kompozit zırhların bir çeşidi olan bor karbür zırh
kullanılmıştır.
27

28. BİR MERMİNİN ZIRHI DELMESİ NASIL
GERÇEKLEŞİR ?
28
Zırhlarının balistik tehditlere karşı gösterdikleri tepki,merminin hızına göre üç farklı şekilde
olabilir. Nispeten düşük hızlarda (<700m/sn) zırhtaki delinme miktarını malzemenin statik yada
mekanik özellikleri belirlemektedir.Çok yüksek hızlarda(>5000m/sn) zırh malzemesi sıvı
davranışı sergiler.Bir çok askeri silahın sahip olduğu orta hızlarda ise (700 m/sn-5000 m/sn)
delinme halini zırh malzemesinin dinamik özelliklerinin yanı sıra hidrodinamik özellikleri
belirler.
Orta hızlarda zırh malzemesi üzerinde oluşan delinme en az dört aşamada gerçekleşir. İlk çarpmanın
olduğu anda mermi ve seramik zırhta hidrodinamik akma meydana gelir.Daha sonra mermi parçalanma
ve akma aşaması meydana gelir.Diğer aşamada seramiğin kırılması,koni çatlak oluşumu ve zırh
arkasında çekme kırılmaları oluşur.Yine bu aşamada da merminin aşınma ve akması devam ederek
etkisi azalmaya devam eder.Son aşamada mermi bütünüyle erozyona uğrar ve buna karşılık zırhta da
yoğun çatlak oluşumu gerçekleşir.

29. MERMİ ÇARPMASI SONUCU OLUŞAN
TAHRİBAT TÜRLERİ
29
Görüldüğü gibi mermilerin zırh
plakalarına çarpması sonucu zırh
plakalarına çok yüksek seviyelerde enerji
aktarımı söz konusudur.
Bu çizimlerden de anlaşılabileceği gibi
zırh malzemelerinin sertlik ve enerji
sönümleme gibi özellikleri yüksek
olmalıdır.

30. MERMİ TAHRİBATI SONUÇLARI
30
Büyük enerji taşıyan mermiler çok kalın zırh tabakalarını görüldüğü gibi delmektedirler.

31. TAHRİBATA UĞRAMIŞ ZIRHIN ANALİZİ
31

32. ÜLKEMİZDE YAPILAN ÇALIŞMALAR
32
Sakarya Üniversitesi Teknoloji Fakültesi Metal Eğitimi
Bölümü Öğretim Üyesi Yrd. Doç. Dr. Uğur Soy, yerli kaynaklar
kullanarak zırh özelliğine sahip malzeme üretti. Mekanik ve
termal testler uygulanan malzemenin gerek sertlik gerekse de
mukavemet açısından diğer zırh malzemelerine nazaran
yüksek performans gösterdiği saptandı.
Zırh kompozitinin geliştirilmesinde yüzde 100 yerli alüminyum ve bor karbür
malzemeleri kullandığını belirten Soy, malzemenin, nitrit ve elmasın yanı sıra dünyanın
en sert malzemesi olduğunu vurguladı. Soy, şunları söyledi: "Bor karbür malzemesinin
erime derecesi 2 bin 500'ün üzerinde. Bu malzeme dünyaca "kara elmas" olarak
biliniyor. Kompozit zırh malzemesinin geliştirilmesinde öncelikle replika dediğimiz bir
yöntemle bor karbür köpük ürettik. Daha sonra alüminyumu eriterek bor karbür köpük
içerisine emdirdik. Nihayetinde bor karbür takviyeli metalik kompozit üretmiş olduk.
Üretilen kompozit zırh malzemesinin yoğunluğu düşük, sertliği ve mukavemeti
yüksek, zırh özelliğine sahip ve monolitik seramik zırhlara kıyasla daha ucuz."

33. TÜBİTAK IN GELİŞTİRMİŞ OLDUĞU
KOMPOZİT ZIRH
33
Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma
Kurumu (TÜBİTAK), roketlere karşı üstün
koruyuculu “kompozit zırh” geliştirdi.
Dünyada çok az ülkenin sahip olduğu bu
teknolojiyle kaplanan platformlar,
roketlerin yarattığı tahribattan
etkilenmiyor. Kompozit zırh sisteminin
suikast silahlarına karşı geliştirilmiş
modeliyle Cumhurbaşkanlığı Köşkü’nün
kabul ve tören salonunun pencere ile
duvarları da kaplandı.

34. 34
TÜBİTAK IN GELİŞTİRDİĞİ KOMPOZİT
ZIRH

35. TÜRKİYE'NİN İLK YERLİ ZIRHI 'T-ZIRH'
35
Nurol Teknoloji AŞ Genel Müdürü Tunç Batum, 2 yıl
önce geliştirdikleri T-Zırhı, bor karbür, seramik ve
kompozit malzeme kullanarak tasarladıklarını ve bu
alanda Türkiye'de bir ilki gerçekleştirdiklerini anlattı.
Nurol Teknoloji'nin Türk mühendisler tarafından
geliştirilen Türkiye'nin ilk yerli zırhı 'T-Zırh' (Türk Zırh),
ihraç edilmeye başlandı. T
Tunç Batum, ileri balistik zırh çözümü olan T-Zırh'ın
kara, hava ve deniz araçlarına, yapısal binalara ve
çelik yelek olarak personel üzerine uygulanabildiğini
ifade ederek, bunların araçla ilgili olanlarının
ihracatına başladıklarını, şu anda 45 milyon dolarlık
ihracat bağlantısı yaptıklarını söyledi.

36. 36
FAYDALANILAN KAYNAKLAR
•Malzeme bilimi ve mühendisliği (William D. Callister, David G.
Rethwisch)(çeviri editörü; Prof.Dr.KENAN GENEL)
•GTİ savunma sanayi tanıtım dosyası
•İstanbul sanayi odası kompozit sektör raporu 2006
•Anadolu Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi sayı ;1 / 2009
•Demet ESERCİ / YÜKSEK LİSANS TEZİ (KİMYA MÜHENDİSLİĞİ)
•Teoman ENGİN /Yüksek Lisans Tezi /TÜRK ORDUSUNDA ZIRHLI
BİRLİKLER

37. DİNLEDİĞİNİZ İÇİN
TEŞEKKÜRLER

37