複合装甲が良くわからん｜あにまん掲示板

ユゴニオ弾性限界（Hugoniot Elastic Limit, HEL）

定義: ユゴニオ弾性限界（HEL）は、材料が衝撃波によって塑性変形を開始するまでの最大応力を示す限界値。

測定: 衝撃波を材料に当てた際に得られるユゴニオ曲線（圧力と体積の関係）から得られる。

弾性と塑性の境界: この限界を超えると、材料は弾性変形を超えて塑性変形を始める。

応力の種類: 主にせん断応力や静水圧の応力成分が考慮され、材料の内部で発生する応力分布に関連する。

材料依存性: ユゴニオ弾性限界は、材料の組成や構造、温度、圧力などの要因に依存する。

重要性: 衝撃荷重や爆発、弾道学などの研究で、材料の耐久性や強度を評価するための指標として重要。

代表的な用途: 金属、セラミックス、ポリマーなど、様々な材料の衝撃特性を調べるために用いられる。

なるほど、どうして装甲と関係するのかはわからんが…
瞬間的にでも貫通力を超える耐久性があれば弾頭側がひしゃげて貫通しなくなる的なやつか…？

>>17

15二次元好きの匿名さん24/09/18(水) 20:41:50

>>11

HEAT弾という砲弾は着弾と同時にメタルジェットというアツアツの金属流をぶちまける代物なんだが

命中する場所が”厚さ”を問わず金属一枚で防御されてたりするとその装甲板もとろも溶かされてメタルジェットの

一部になり、車内に「どぴゅ♡」する羽目になる

間に隙間を挟んでもう一枚装甲で隔てることでメタルジェットの熱と運動エネルギーが減衰して

外部装甲が爛れるだけで済む、というのが空間装甲の特徴…だった気がする説明間違ってたら訂正たのむ

>>21 >>23

16二次元好きの匿名さん24/09/18(水) 20:44:30

>>10

主にHEAT弾でユゴニオ弾性限界が問題になるんだ

HEAT弾は弾頭内で起きた爆発が内部の金属を超高圧かつ高速で撃ち出すんだけど、このメタルジェットが他の物体に高圧でぶつかる

固体は高圧でものがぶつかると、ある段階から流体のように振る舞うことがあるんだ

そうすると、素材としてどんだけガチガチに固い金属装甲でも、その金属自体が流体のようになってるから、HEAT弾のメタルジェットを実質素通りさせてしまう

これがユゴニオ弾性限界、つまり固体が固体のままいられる限界圧力みたいなもん

んで、今世界的に複合装甲で使われているセラミックは、これまで戦車の装甲に使われていた金属よりこのユゴニオ弾性限界が強い

だからHEAT弾のメタルジェットは流体の中ではなく、ガチガチに固いセラミックと真っ向からぶつからないといけなくなるんだ

それだけじゃなく、セラミックは割れやすい

だからメタルジェットが装甲を掘り進んでいくより前に割れてしまい、メタルジェットはその破片ももう一回掘り進めないといけない

こうやってたくさん威力を奪っていって、実質HEAT弾を無効化しよう！ってしてるのが複合装甲

文系の雑記憶だから間違ってたら指摘お願いね

17二次元好きの匿名さん24/09/18(水) 20:44:43

>>14

成形炸薬弾(HEAT; High-Explosive, Anti-Tank)っていうのがあってな、これは要するに弾頭でクッソ高い圧力のメタルジェットを作り出すんだ

ここで、ユゴニオ弾性限界が出てくるというのは、メタルジェットの圧力により強いのはセラミックだからじゃ

>>19

18二次元好きの匿名さん24/09/18(水) 20:45:10

まあメタルジェットは

1.装甲を“掘り進む”
2.貫通後に“拡散”

って挙動をするから
予め外側の装甲で拡散させて内側の装甲が抜かれないようにするみたいな

19二次元好きの匿名さん24/09/18(水) 20:46:03

>>17

セラミックってアレに耐えれるんやな…

20二次元好きの匿名さん24/09/18(水) 20:48:09

超高速でぶつかると液体みたいになっちゃって強度を無視して貫通してくるねん
その液体になる限界をユゴニオ弾性限界って言ってな
複合装甲は今まで通りの鉄の装甲に加えて、鉄よりユゴニオ弾性限界が10倍高いセラミックも使うんだ
セラミックは弾性限界が高いうえに超硬いから強度分しっかり防いでくれる
割れやすいって欠点はあるんだけど砲弾の速度がヒビが入るより速いから、「硬いけど割れやすい」の硬いの部分だけを使かうことができる
ただ今まで通りの普通の砲弾相手だと割れちゃうからそこは鉄板でカバーって訳よ
使う素材が増えた分厚みも増えるから複合装甲は厚さ自体も50cm以上ある

>>27

21二次元好きの匿名さん24/09/18(水) 20:49:03

>>15

勘違いされやすいがメタルジェットの温度はそこまで高くないし威力に熱は影響しない

圧力だけでぶち抜く

>>22

22二次元好きの匿名さん24/09/18(水) 20:50:07

>>21

せやったんか…てっきり熱で溶断してるものとばかり

>>90

23二次元好きの匿名さん24/09/18(水) 20:50:20

>>15

微妙に違う気がする

HEATってのは最適な爆発距離がある。それをずらすのが外部の空間装甲の役割

でもそもそもHEATが高速で飛ばしてるだけだからこれをどうやって減速させるかってのが問題

だから単純にめちゃくちゃ分厚ければ一枚でも防げる

複数枚の装甲にすれば重量あたりの効率がいい

>>26

24二次元好きの匿名さん24/09/18(水) 20:50:35

セラミック装甲が有名だけど他にも劣化ウラン装甲とかグラスファイバー装甲とかゴムを利用した非爆発反応装甲とか色んな複合装甲が戦車には使われているぞ

>>25

25二次元好きの匿名さん24/09/18(水) 20:52:47

>>24

劣化ウランの奴気になるな

どう言う原理で防いでるの?

>>28

26二次元好きの匿名さん24/09/18(水) 20:53:05

>>23

空間装甲はHEATのスタンドオフを狂わせるだけじゃなく斜めに空間を突っ切る時に生じるメタルジェットの偏向現象を利用して威力を減衰させる効果もある

というかスタンドオフ狂わせるにはかなりの広さが必要なんで狭い空間装甲は偏向の方がメインぽい

27二次元好きの匿名さん24/09/18(水) 20:53:45

>>20

・超高速の弾頭による高圧のせいで固体が無理やり動かされて装甲が液体のようになる

・液体になっちゃったら圧力が減衰するまでズルズルと内部まで進行、そのまま貫通、拡散して中が悲惨なことに

・それの対策として予め外側の装甲で抜かせて空間で圧力を分散、または液体にならないぐらい圧力に耐えれる硬い素材を使う

だいたいこうか

>>31

28二次元好きの匿名さん24/09/18(水) 20:54:07

>>25

シンプルに高密度の劣化ウランで止めるだけ

効果は高いけど重量効率はセラミックより悪い

アメリカのエイブラムスが改良でやたら重くなった一因

>>29

29二次元好きの匿名さん24/09/18(水) 20:56:11

>>28

じゃあ劣化ウランはユゴニオ弾性限界って奴が高いってこと?

>>30 >>33

30二次元好きの匿名さん24/09/18(水) 20:57:31

>>29

ユゴニオ弾性限界って難しい名称してるけど

要はどれだけ硬くて変形しにくいかってことなんだろうな

極端な例だとダイヤモンド

31二次元好きの匿名さん24/09/18(水) 20:58:43

>>27

メタルジェットは装甲に対して直角に貫通するぶんにはあまり拡散しないで二枚目にぶっ刺さる

1ｍ以上も距離があればさすがに拡散するけど普通はそんなに広い空間は無い（戦車が大型になりすぎる）ので密度の違う素材の境界を斜めに通る時の偏向現象を利用して拡散させる

>>36

32二次元好きの匿名さん24/09/18(水) 21:00:43

誤解を生みような単純な表現にはなっちゃうけど、クソ高速の弾をどう減速させるかが問題で鉄だと高圧状態だとこれを減速させる能力が弱くなる
セラミックは高圧状態でも減速材として機能するし、カチカチに鉄の箱に詰めればメタルジェットを侵入させないこともできる

33二次元好きの匿名さん24/09/18(水) 21:01:14

>>29

そうだね

ただ、セラミックと比べると負けるのでエイブラムスくらいにしか装甲材に採用されてない

34二次元好きの匿名さん24/09/18(水) 21:06:05

なんでこんなに言ってることがバラバラかって言うと
超国家機密だからまず情報がほとんど出回らない
それは国民だけじゃなくて国家間でも一緒で、つまり国によって複合装甲の種類が変わってくるんだ
だから情報の統制ができないし、なんなら複合装甲って呼んでても国によって全然別の物質(セラミックなのか劣化ウランなのかゴムなのかファイバーなのか)だったりする

>>37

35二次元好きの匿名さん24/09/18(水) 21:07:22

想定してる戦車が違うからなぁ
それこそT-64も複合装甲だし

36二次元好きの匿名さん24/09/18(水) 21:09:03

>>31

異なる素材を合わせると、装甲に対して斜めで弾頭が着弾した時に材質1と材質2で力のかかり方が変わって、その材質同士の間でひん曲がるみたいな感じかな

直角だと複合でも抜かれるのかな？

空間装甲はどっちかと言うと無いよりマシ程度のものか

>>39 >>40

37二次元好きの匿名さん24/09/18(水) 21:09:46

>>34

わーくにも定期的にセラミック結晶とチタンでなんかやってるらしい、って話は出るけど具体的な構造は出てこないもんな

構造がわかればどの距離で撃てば抜ける！までわかっちゃってダメだから当然なんだけどね

38二次元好きの匿名さん24/09/18(水) 21:10:00

>>5

昔の軍艦の装甲は表面で砲弾を砕く硬い装甲と砲弾の破片を奥で受け止める軟らかい装甲の二枚重ねだったって聞いたけど、それと同じようなこと？

>>41 >>47 >>90

39二次元好きの匿名さん24/09/18(水) 21:13:27

>>36

空間装甲が多いのは、本命の装甲の外側に置かれるタイプかな

追加で装甲板を貼ったり、バスケットみたいなやつを前に置いたり

そこにHEAT弾が先に当たるとメタルジェットが1枚目の装甲をぶち抜いた時点で拡散するから、本命の装甲は無事になるようなもん

40二次元好きの匿名さん24/09/18(水) 21:14:04

>>36

水面で光が屈折するのに近いんだとか

空間装甲も結局鋼鉄と空気っていう密度の違う層だからね

空間よりもグラスファイバーとか入れた方がもっと効果あるぜってのがT-72とかの車体正面に使われてるタイプの複合装甲

直角に当たっても効果は一応あるけど斜めに受けた方が効果が高いんでT-72の車体正面は強い傾斜装甲になってる

これがセラミック装甲だと傾斜は無い方が効率がよくなるからややこしい

>>42

41二次元好きの匿名さん24/09/18(水) 21:15:00

>>38

軍艦の例の場合

・装甲は最悪抜かれても仕方ない、砲弾が砕けて内部まで届かなければOK

・破片が危ないからそれ用の装甲も用意しよう

って感じだけど

HEAT弾だと

・抜かれたらほぼ死、だから砲弾の勢いをどうにか殺そう

って印象

42二次元好きの匿名さん24/09/18(水) 21:16:26

>>40

グラスファイバーはまぁなんとなく想像通りの特性してるけど

直角の方が効率がいいセラミックはなんなんだ()

>>44

43二次元好きの匿名さん24/09/18(水) 21:16:36

レスによってごちゃまぜになってるけど斜めに通り抜けるときの偏向を利用する空間装甲は外側もある程度厚い板を使ってるやつね
レオパルト1の改良型みたいな
一方で単純に遠くで起爆させて威力を落とそうってタイプもあってサイドスカートや砲塔バスケットなんかはこの目的で使われる
スラット装甲はこの応用型

>>46

44二次元好きの匿名さん24/09/18(水) 21:17:34

>>42

セラミックは偏向させるんじゃなく真っ向勝負で受け止めてエネルギーを吸収させるから直角の方がブロックを並べて配置しやすい

>>45

45二次元好きの匿名さん24/09/18(水) 21:18:50

>>44

思ってたより脳筋

偏向なんか要らねえ硬さで勝負だってスタイルか…

46二次元好きの匿名さん24/09/18(水) 21:19:59

>>43

外側の装甲も薄すぎたらほぼ無いようなもんだから、弾頭に影響するようにある程度厚さが必要なのね

>>48

47二次元好きの匿名さん24/09/18(水) 21:20:29

>>38

ソ連系の複合装甲だと鋼鉄でグラスファイバー挟んだうえで外側に超高硬度の鋼鉄層を入れたりしてるんで昔の軍艦に似てるタイプもあるっちゃある

48二次元好きの匿名さん24/09/18(水) 21:21:17

>>46

単に起爆位置を遠ざけるだけなら金網やチェーンでもいいんだけどね

メルカバが砲塔からジャラジャラ鎖垂らしてたり

>>53

49二次元好きの匿名さん24/09/18(水) 21:26:01

1レスごとの情報量が濃くて勘違いしそうになるが
まだ50レス未満なんだなこのスレ
色々知れると面白いな

50二次元好きの匿名さん24/09/18(水) 21:26:27

メタルジェットの速さは秒速8000mあるからね(単位は間違っていない)
熱が伝わる時間もない

51二次元好きの匿名さん24/09/18(水) 21:28:34

まぁそりゃ90式はおかしい言われるわな
なぜ試験にて割れずに固まって止めやがったてめえわとはなる
しかも自分の砲を使った試験で

52二次元好きの匿名さん24/09/18(水) 21:29:38

なお基本的な事を言うと「複合装甲」を「複合装甲」と言う理由は「複数の異なる材料を組み合わせた装甲」だから
だから話をする時に鋼鉄とかセラミックとか色々と出てくる

>>72

53二次元好きの匿名さん24/09/18(水) 21:31:20

>>48

空間装甲を無効にする成形炸薬弾二度撃ち！

しゃあっタンデム弾！

タンデム弾頭とは何？わかりやすく解説 Weblio辞書タンデム弾頭とは?ウィキペディア小見出し辞書。出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2022/05/12 01:24 UTC 版)「成形炸薬弾」の記事における「タンデム弾頭」の解説近年の砲弾やミサイルの弾頭では、成型炸...www.weblio.jp

>>55 >>58 >>62

54二次元好きの匿名さん24/09/18(水) 21:34:13

とりあえず
・異なる素材(か空間)で力のかかり方や向きが変わる際の圧力の分散で貫通力を落とす
・劣化ウランやセラミックのような単純に硬い素材で耐える
の2択か、その両方なんだなあ

55二次元好きの匿名さん24/09/18(水) 21:35:59

>>53

やっぱりそういう発想あるんスね

一段目さえ無力化すればあとの二段目の装甲も容易に抜けるしな(ヌッ)

56二次元好きの匿名さん24/09/18(水) 21:37:23

セラミック使った複合装甲も、拘束セラミック装甲ってのもあるしな（90式戦車以降の日本の戦車はこれらしい

鋼鉄製のケースの中にでっかいセラミックの塊が入ってるんだけどどういう方法なのか凄い圧力が中のセラミック塊にかかってて、
砲弾が貫通しようとすると当然鋼鉄製ケースを貫いてセラミック塊に直撃してヒビが入り始めるんだけど
猛烈な圧力がかかってるせいでヒビが進まずに、砲弾のスピードのほうがヒビの進行よりも早くなるんでセラミックの硬さというメリットを最大限に発揮できるとかなんとか

セラミック装甲、どう転んでもスピードの速いメタルジェット相手になるHEATのほうが得意で、
スピードがメタルジェットほど速くなくてヒビの進行のほうが速いことになりかねない通常砲弾の相手はそこまで得意じゃないらしいんだよね

>>57 >>65

57二次元好きの匿名さん24/09/18(水) 21:38:07

>>56

だからRHAも併用されてるわけなんですねえ

>>59

58二次元好きの匿名さん24/09/18(水) 21:38:22

>>53

タンデム弾頭は爆発装甲相手に開発されたものだから全く意味がないとは言えないけどそんな変わらないぞ

59二次元好きの匿名さん24/09/18(水) 21:38:55

>>57

中途半端に大口径な機関砲を連射されるほうがセラミック装甲は苦手って話はあるよな

>>66

60二次元好きの匿名さん24/09/18(水) 21:40:05

セラミックは硬いからこそ割れやすいから連続攻撃が苦手なんやな
単純な耐久だけ見たら劣化ウランが最もマシなのか？

>>68 >>69

61二次元好きの匿名さん24/09/18(水) 21:41:56

まだ説明が出てないやつだとT-72が途中から砲塔に採用したのが鋼鉄でゴムを挟んだNERA（非爆発反応装甲）を多数並べた複合装甲
NERAはERAと同じで通り抜けるメタルジェットをかき乱して威力を落とす効果がある
単層だとERAほど効果が無いけど爆発しないので多層構造の内蔵型に出来る
エイブラムスも初期型は似たようなことやってたらしい

62二次元好きの匿名さん24/09/18(水) 21:41:59

>>53

太くて大きくて重たいのを、ものすごいスピードで上からゴツンしてやって空間装甲とかそういうのを物理的にぶち抜いてからHEAT弾頭に起爆すれば、二重弾頭とか面倒なことしなくていいって川崎の方から来たおじちゃんが言ってた

>>67

63二次元好きの匿名さん24/09/18(水) 21:42:38

もっとも、複合装甲使うような場所なんて厚みがあるから、機関砲が苦手とはいっても貫徹は難しいが…

64二次元好きの匿名さん24/09/18(水) 21:42:40

しかしながら劣化ウランは当然被ばくするのです
軍事利用はタングステンの代替品みたいなもんだったかと
加工もし難いしね

>>91

65二次元好きの匿名さん24/09/18(水) 21:43:20

>>56

レオパルト2の時点で拘束セラミック式だったと言われてるな

非拘束式はHEATにしか効果が無いけど拘束式はAPFSDSにも効果がある

66二次元好きの匿名さん24/09/18(水) 21:43:44

>>59

だからファイバーとか繊維系の素材をセラミックの前に貼ってたりするよね

装甲開発は複雑怪奇…

67二次元好きの匿名さん24/09/18(水) 21:43:54

>>62

あなた半分対艦ミサイルみたいなもんじゃない

68二次元好きの匿名さん24/09/18(水) 21:44:02

>>60

といっても相手にする機関砲を想定して複合装甲の金属部も設計されるから、弱点というかうぜー！って方向性の話ではある

>>70

69二次元好きの匿名さん24/09/18(水) 21:45:03

>>60

同じ重さあたりなら拘束セラミックの方が上と聞く

>>71

70二次元好きの匿名さん24/09/18(水) 21:45:11

>>68

段階的に割られたらめんどくさいって感じで

機関銃か砲弾かのどちらか一個ならそこまで大きな問題にはならないか

71二次元好きの匿名さん24/09/18(水) 21:46:32

>>69

圧力をかけながらセラミックの塊を金属の殻で包むとか意味わからん技術だよなあ

プレス機みたいなので圧着してるのか…？

72二次元好きの匿名さん24/09/18(水) 21:46:54

>>52

何なら19世紀の軍艦に使われていた鉄と木材（衝撃吸収用）の「複合装甲」もあるからな

戦車よりこっちの方が先

73二次元好きの匿名さん24/09/18(水) 21:54:06

HEAT弾の場合
鋼鉄とセラミックの複合で圧力を分散

APFSDSの場合
圧力がかかりまくったセラミックの硬さで止める

拘束セラミックってよく考えられてんな

>>74

74二次元好きの匿名さん24/09/18(水) 21:55:53

>>73

拘束セラミックはメタルジェットもAPFSDSも同じように止めるんじゃなかったか

>>75

75二次元好きの匿名さん24/09/18(水) 21:58:20

>>74

どっちも単純に硬さで止めるのか

ぶっちゃけセラミックを包むケースの材質は内圧に耐えれるならなんでも良さげ？

>>76

76二次元好きの匿名さん24/09/18(水) 22:09:28

>>75

『本命』以外を通さない、装甲板としての強度もいる

>>77

77二次元好きの匿名さん24/09/18(水) 22:18:15

>>76

なるほど

機関銃程度でケース割られても困るものね

78二次元好きの匿名さん24/09/18(水) 22:51:07

軽くて超硬いけどスペースを取るのが拘束セラミックス複合装甲
まぁまぁ硬くて省スペースだけど超重いのが劣化ウラン複合装甲

79二次元好きの匿名さん24/09/18(水) 22:53:08

このスレざっとしか読んでないから言及されてたら悪いんだけど
セラミックってAPFSDSとかHEATとかじゃない普通のAP弾とかには効果は全くないの？

>>80 >>81 >>82 >>83

80二次元好きの匿名さん24/09/18(水) 22:55:40

>>79

セラミックスってレンガとかコンクリートみたいな感じだから全くって程ではないけど普通に割れちゃう

だから従来の砲や他の兵器を防ぐために普通の金属装甲とセットで使う

81二次元好きの匿名さん24/09/18(水) 22:57:29

>>79

効果はあるしそういう機関砲相手を想定したセラミック装甲もあるし（Mexasとか）

何なら歩兵用のボディアーマーもセラミックだから有効ではある

ただ当たったらヒビ入ってその1枚はそれで終わりになっちゃうから

鱗みたいに沢山付けるタイプの装甲になって今回話題になってる戦車の正面装甲につかうようなものとは方向性違う物になる

82二次元好きの匿名さん24/09/18(水) 23:01:00

>>79

そもそもセラミックスも金属装甲も結構な分厚さ(合わせて700mmくらいはある)だし、素材加工の技術も上がって単純に金属の強度も上がってるから第二次世界大戦の戦車が相手でも十分防げるよ

83二次元好きの匿名さん24/09/18(水) 23:01:19

>>79

スレ上に出てる「ユゴニオ弾性限界」にAP弾は到達しないから関係しないと言われてるよ

それからHEATとAPFSDSは別種の弾頭なんだ

AP弾=armor-piercing ←運動エネルギーで攻撃

APFSDS＝armor-piercing fin-stabilized discarding sabot　←運動エネルギーで攻撃

HEAT弾＝ high explosive antitank ←化学エネルギーで攻撃

84二次元好きの匿名さん24/09/18(水) 23:15:56

これは攻撃側の話だけど装甲にも触れてる

多分この動画が日本語圏動画で一番詳しい

APFSDS弾解説【春日部つむぎのちょこっと軍事解説】

85二次元好きの匿名さん24/09/18(水) 23:18:17

ユゴニオ弾性限界とか個体が流体のように振る舞うってソースが1つしかない眉唾話じゃなかったっけ？

>>86

86二次元好きの匿名さん24/09/18(水) 23:38:13

>>85

ガセだったら防衛省の資料にユゴニオ弾性限界がどうとか出てこないでしょ

（24ページ以降に装甲の研究絡みで出てくる）

https://www.mod.go.jp/atla/research/dts2011/dts2011.files/low_pdf/R3.pdfwww.mod.go.jp

87二次元好きの匿名さん24/09/18(水) 23:40:03

https://thesovietarmourblog.blogspot.com/2017/12/t-72-part-2.html?m=1

tankogradは戦後ソ連について洋書並に詳細だし、装甲は当時の研究に基づいてるからおすすめ

urlのobject172の部分がガラス繊維orシリカ系セラミックを鋼で挟んだソ連初期の複合装甲

object184がゴムを薄い鋼板で挟んだ反応装甲、反射装甲とか非爆発性反応装甲

コンタークト1からがソ連お得意爆発反応装甲

拘束セラミックスは無い

補充するとAPDS、HEATとか傾斜装甲でも80まで傾けないと弾けない上に貫通力お化け弾が出てきたけど、見かけ厚を増やしても鋼だと材料的限界があるし、半端に硬くて靭性があるから侵徹体を壊す事も広く変形してエネルギーを受けれないから、セラミックの硬さとか異素材の境界の圧力変化で侵徹体を消耗させたり、その脆さとか繊維の柔らかさでエネルギーを受け止めようという受動装甲。

あとは貫通され始めると爆発したり、膨らむ反応装甲でジェットにせよapfsdsにせよ細くて弱い侵徹体に剪断力をかけて壊したり、変形させてエネルギーを細かく分散させようという反応装甲の二種類が複合装甲の主流。

いまは拘束セラミックとかクソ強ERAとかにしても、将来的に厳しいから弾が当たる前に撃ち落とすaps(出来るとはry)が軍需産業の流行り。