Bir Tankı Oldukça Güçlendiren Kafes Zırh, Tanksavar Füzelerine Karşı Ne Kadar Dayanabilir?
kafes zırh, literatürde slat armor, cage armor, bar armor veya standoff armor olarak da geçen bir zırh türüdür
geçmişi fazla eski olmayan ve ilk örnekleri 2.dünya savaşı'nda görülen kafes zırh, çoğunlukla hafif zırhlı araçların belirli bölümlerine "giydirilir" ve başlıca amacı bu araçları kendilerine doğru atılan zırh delici roketlerden (bkz: rocket-propelled grenade) korumaktır. aynı zamanda kalın zırhları olan tankların özellikle taret, motor ve transmisyon kısımlarına da bu tip zırhlar takılarak özellikle şehir çatışmalarında beklenmedik hasarlar almalarının önüne geçilmeye çalışılır.
entry'nin doktora bitirme tezine dönüşmesini istemiyorum ancak bundan sonra konuyu açıklamak için bazı teknik şeyleri de yazacağım. isteyen arada çıkıp çay alıp geri gelebilir. böyle yapmak daha iyi olacak çünkü entry'nin sonuna doğru "kafes zırh tanksavar füzelerine karşı ne kadar etkili?" sorunun yanıtını bulmaya çalışacağız.
zırh-zırh delici mücadelesi çok eskilere dayanıyor
insanlığın ilk yıllarından beri çatışmalarda zırh kullanıldı ve rakipler birbirlerinin kullandığı zırhları delmeye çalıştı. ilk önceleri ok ve mızrakla delinen zırhların artık çok daha gelişmiş silahlarla delinmesine çalışılıyor.
modern savaşlara bakarsak zırhı delmek için 2 yol var:
- kinetik enerjili mermiler kullanarak
- shaped charge etkili mermiler kullanmak
* savaşın ilk yıllarında, henüz omuzdan atılan roket itkili tanksavar roketleri geliştirilmediğinden asıl mücadele tanka karşı tank veya tanksavar topu idi. bu mücadelede odak noktası iki güç tankın kalın zırhı ile bu zırhı delmek için kullanılan yüksek hızlı namlu çıkış hızına sahip sert çekirdekli top mermileriydi. bu mermiler bazen ekstra patlayıcı dolgusuna da sahip olabiliyordu ama ortak noktaları zırhı delmek için zırhtan daha sert çekirdeklere sahip olmalarıydı ve zırha vurduklarında kinetik enerjileri sayesinde zırhı delip geçerek zırhın ardındakilere zarar vermeleri bekleniyordu.
merminin hızına ve yapısal olarak sertliğine bağlı olan kinetik enerjili zırh delme etkisini basit olarak anlatmam gerekirse bu olayı bir kartona (zırh diye düşünün) atılan dart oku (tanksavar mermisi) ile açıklayabiliriz. karton, dart okundan daha yumuşak olduğu için dart, atan kişinin elinden çıktığı andaki hızına, kartona varıncaya dek aldığı mesafeye ve kartonla temas ettiği noktadaki temas açısına bağlı olarak değişik oranlarda kartonu deler ve karton içinde ilerler. bu teknikte kartonun dart okuna karşı direnmesi için ya kartonun daha sert kağıttan yapılmasına (zırhın malzeme kalitesi) ya daha kalın bir kartona (zırh kalınlığının arttırılması) ya daha eğimli bir yüzeye (merminin yatay eksende alacağı yolu uzatma) ihtiyaç varken merminin delişinin artması için ya daha yüksek bir hıza (merminin daha fazla namlu çıkış süratine sahip olması) ya da çok daha sert ve büyük çekirdeğe sahip olması gerekir.
bu olay tankların ve bunlara karşı geliştirilen silahların ortaya çıktığı ilk dönemlerde bu iki unsur arasında böylece sürdü gitti. gelgelelim zırh-mermi mücadelesinde bir çıkmaza gelinmişti. zırhı delen mermiye karşı zırhın kalınlaştırılması, farklı açılar verilmesi bir noktaya kadar çözüm sağladı çünkü zırh kalınlaştıkça bu defa da mobilite, yakıt sarfiyatı, ağırlık vb. sorunlar öne çıkmaya başladı. bununla birlikte zırhı delmeye çalışan mermi açısından kalın ve açı verilmiş zırhları delmek için mermi kalibreleri büyütüldü ama bu da çok daha büyük ve saklanması, nakliyesi güç, üretimi pahalı tanksavar toplarının ortaya çıkmasına nden oldu. sonuç itibariyle kinetik enerjili delme tekniği 2. dünya savaşının ortalarında maksimum efektifliğe ulaşmıştı.
bu nedenle yeni bir zırh delme tekniği arandı ve çok geçmeden de munroe etkisi akıllara geldi
* munroe etkisi 1940'lar için yeni sayılmazdı. 1888'de amerikan donanması için araştırmalar yürüten charles edward munroe rastlantı eseri, donanmada kullanılan guncotton (pamuk barutu veya nitroselüloz)'ın üzerine harfler/rakamlar basılmış bir yüzey üzerinde yanıp patladığında eğer altında başka bir çelik yüzey varsa üzerinde durduğu plakadaki harf ve rakamları alttaki diğer çelik plakaya ters olarak çıkartabildiğini fark etti.
bu olayı çeşitli şekilde deneyen munroe, ilerleyen yıllarda munroe etkisi olarak da anılacak olan fiziksel etkiyi ve ileride çukur imla hakkı/boşluklu imla hakkı (bkz: shaped charge)'na sahip silahların dayandığı bilimsel temeli keşfetmiş oldu. bununla birlikte olayı kendisinden önce fark edenlerin olduğu kanıtlanmış durumda. mesela bir alman silah şirketinde çalışan max von foerster'ın çukur imla hakkı etkisini 1883'de bulduğu ve bazı çalışmalarında anlattığı, başka bir alman bilim adamı olan heinz freiwald'ın 1941 yılında bu konu hakkında yazdığı bir doktora tezinde anlatılmış. ayrıca 1885'de prusya'lı bilim adamı gustav bloem'in de aynı etki konusunda bazı çalışmaları yayımladığı biliniyor. ancak o dönemde ülkeler arasında benzer şeyler üzerinde çalışan kişilerin birbirinden haberdar olması şimdiki gibi kolay olmadığından çukur imla hakkı olayının keşfi munroe'ya addedilmiş. neticede bu etki keşfedilmiş ve bundan sonda 1940'lı yıllara dek konu hakkında çalışan çok insan olmuş. çukur imla'nın askeri uygulamalardaki verimliliğini gören amerikalılar, ingilizler, ruslar, almanlar ve hatta italyanların bu konuda çalışmaları mevcut.
peki munroe etkisine sahip çukur imla hakkına sahip bir mermi nasıl çalışıyor?
munroe'nun bulduğu etkiye göre bir metal plaka üzerinde bir parça patlayıcıyı koyup patlatırsak metali delemeyiz ancak plaka üzerinde çukurlaşma görürüz.
peki bu patlayıcıyı bir tarafı sıkıca kapatılan bir tarafı açık silindirik bir kaba koyarsak ve kabın açık ucuna ters huni şeklinde bir parça metal (buna liner adı verilir) takıp bu yönünü delmek istediğimiz plakaya doğru çevirirsek ne olur? yanıtı çok basit, patlayıcının patlaması sonucu oluşan yüksek basınç içinde bulunduğu silindirik metal kap içinde zayıf olan tarafa yani gevşek şekilde kapatılmış yöne doğru ilerleyecek, ucuna takılan ters huni şeklinde metali de eritecek ve biraz da içinde olduğu silindir kaptan metal kazıyarak çok hızlı ilerleyen bir eriyik metal+ısı dalgası (ki bu dalgaya jet adı verilir) ile temas ettiği metal plakanın belirli bir noktası üzerinde bir enjektörün sıvı zerketmesi gibi yıkıcı bir etki ile hareket edecektir. işte günümüzde heat olarak da anılan tank mermilerinin ve çoğu tanksavar füzesinin kullandığı mantık budur.
hepsi milisaniyeler içinde gerçekleşen bu olayın çok net açıklandığı bir görsel
(bu görseli oxford üniversitesinde chris poole tarafından hazırlanmış "penetration of a shaped charge" isimli tez çalışmasından aldım. isteyen tezi internetten indirebilir.)
elbette zırhı delen bu etkinin tek bir nokta üzerine yoğunlaştırılması ve hedef alınan zırhı delmesinin belli şartları ve detayları var
şu basit görsele bakalım.
mermiyi etkili yapan birinci unsur tüm olayı yaratan patlayıcıdır ve bunun kimyasal karışımı çok önemlidir. ikinci unsur ise asıl deliciliği sağlayan liner adı verilen ters huni şeklindeki kısımdır. bu kısmın yapıldığı metal önemlidir ve şu anda bu iş için kullanılan en başarılı metal bakırdır. aynı zamanda mermi çapı ile stand-off mesafesi de önem arzeder. mermi çapı ne kadar büyürse içerideki patlayıcı miktarı da ona göre artacak ve etki daha fazla olacaktır. stand-off mesafesinin de yaratılan jet dalgasının optimal hıza erişip temas edilen zırh noktası üzerinde maksimum basınç yaratması için önemlidir.
heat prensipli mühimmatın en önemli avantajı temas ettiği zırh plakasının çok küçük bir alanına çok yüksek hızda ilerleyen çok yüksek basınçlı bir jet (eriyik+ısı dalgası) yollaması ve neredeyse 1 metreye varan delicilik sağlamasıdır. bununla birlikte bu tip silahlara karşı en büyük savunma tedbiri boşluklu zırh diye tabir edilen ve zırh plakaları arasında boşluk bırakarak hızla ilerleyen jet'in etkisini azaltan bir usüldür. buradaki gibi zırh plakalarının kompozit seramik, plastik-çelik vb gibi dayanıklı malzemelerden yapılması ve yerleştirme şekillerinin farklılaştırılmasıyla heat prensipli füzelere ve roketlere karşı etkili bir savunma geliştirilmiş durumda.
aynı zamanda era adı verilen ve tankı üzerine takılan içleri ufak patlayıcılarla dolu kutuların asılması da heat mühimmat için geliştirilen diğer bir savunma yöntemi.
peki kafes zırh bu delici mermilere karşı nasıl iş görüyor?
kafes zırhların ilk uygulandığı zaman 2. dünya savaşının ortasından sonraya tekabül ediyor. ama o dönemde ilk uygulama doğrudan metal plaka veya farklı malzemelerin (palet, odun, kum torbası vs) tankın üzerine eklenmesiyle başlıyor:
fakat bu uygulamalar kinetik enerjili mermileri durdurmak amacıyla yapılan şeyler.
savaş ilerledikçe heat prensipli ilk tanksavar roketleri kullanıma girdi ve tanklar için sıkıntılı dönem başladı.
piat'lara karşı almanların çözümü ilk kafes tipi zırh oldu ve pzkpfw iv tanklarına mesh tipi schürzen'leri taktılar.
2. dünya savaşı sonrasında dünyadaki çatışmaların çoğunda ucuz ve kolay ulaşılabilir olması nedeniyle sovyet menşeili silahlar çok sık kullanıldı. bu bağlamda sovyetlerin bol bol üretip dünya piyasasına verdiği rpg tanksavar roketleri zırhlı araçların kabusu oldu.
zilyon tane versiyonu üretilen bu roketlerden en çok çeken ülkelerin başında da amerika geldi ve vietnam'da verdiği zırhlı araç kayıplarının çoğu bu roketler nedeniyle oldu. o zaman duruma uyanamayan ve askeri planlarında zırhlı araçların piyadeye desteğine büyük önem veren amerikalılar daha sonraki zırhlı araç tasarımlarında rpg korumasını arttırmak adına stryker kafes zırhları kullanmaya başladı.
bununla birlikte suriye iç savaşı resmen zırhlı araç modifiyecileri için inanılmaz bir yaratıcılık ortamı sağladı ve türlü türlü kafes zırh uygulaması çeşitli zırhlı araçlar ve tanklar üzerinde görüldü
bir kafes zırhının asli hedefi üzerine takılı olduğu araca atılan roketin çalışmasını bozmaktır. bunu da iki şekilde yapar.
* araca atılan roketin kafesi oluşturan ızgaralar arasına girmesiyle savaş başlığının şeklini bozarak.
* araca atılan roketin kendisine değerek hedef alınan zırh plakasına zarar veremeyeceği bir mesafede erkenden patlamasına neden olarak.
fizik kanunları gereği kafesi oluşturan metal ızgara aralıkları arasına giren roketin ucunda bulunan fünye çarpmanın etkisiyle ya bozulup çalışmaz ya da erkenden ateşlenerek aynı zamanda şekli bozulan roketin savaş başlığının düzgün bir patlama yaratmasının ve zırha zarar vermesinin önüne geçilir.
örnek
kafes tipi zırhın en büyük amacı aslında budur
yani mühimmatı erken patlatarak zarar vermemesini sağlamak yerine mühimamatı bozarak çalışmamasını veya düzgün çalışmasını engellemektir.
kafes tipi zırhların çeşitli versiyonları kullanılmış olsa da günümüzde en çok kabul göreni yatay ızgaralardan oluşan şekildir.
bununla birlikte uçlarından metal toplar sarkan kafes tipi zırhlar israil'in merkava tanklarında kullanılmakta. bunda da mantık yine aynı, rokete zarar vermek.
kafes zırhın avantajı çok fazla ağırlık oluşturmadan ve zırhlı aracın hareket yeteneğini çok etkilemeden kullanılabilir olması. takılıp çıkarması basit ve fazla masraflı değil.
bu zırhın dezavantajı ise her atılan rokete karşı %100 koruma sağlayamaması. bununla birlikte tank dışında buraya çarpan ve patlayan roket olursa araç civarında bulunan piyade unsurlarının da zarar görmesine yol açıyor. ayrıca takılacak yüzeylerin bu zırha uygun olması ve zırhın dönme hareketi yapan taret gibi hareketli parçaları ve zırhlı aracın bakım/onarım amaçlı açılan yerlerine ulaşımı fazlaca engellememesi de gerekiyor. ayrıca kafes zırhın dart çekirdekli modern zırh delici mühimmatlara karşı herhangi bir koruma sağlamadığını da unutmamak lazım.
kafes zırhların ağırlıklı olarak hafif zırhlı araçlara uygulanmasının nedeni bu tipteki araçların rpg türü omuzdan ateşlenmeli hafif tansavar silahlara karşı daha hassas olmaları ve kafes zırhın ihtiyaçlara cevap verebilen en ucuz çözüm olması. bir tank kritik bir yerinden vurulmadıkça rpg tipi roketlere kalın zırhı nedeniyle direnebilirken (yeni nesil rpg'leri kapsam dışında tutuyorum oradan gelmeyin) hafif zırhlıların pek şansı olmuyor. gelgelelim işin içinde artık sadece rpg'ler yok, tüm zıhlı araçlar için asıl tehlike güdümlü tanksavar roketleri.
zırh-zırh delici mücadelesinde etki-tepki prensibi dibine kadar geçerli olduğundan şu ana dek bir tarafın kesin üstünlüğü sağlanabilmiş değil
heat prensibine karşı zıhlı araç tasarımcılarının era tipi savunma tedbiri geliştirdiğini söylemiştim. era veya reaktif zırh dediğimiz şey en basit ifadesiyle tankın üzerine en çok vurulabilecek yerlerine takılan ve içinde küçük patlayıcılar olan kutular. heat prensipli mermi bu kutulara çarptığında tankın asıl zırhına zarar vermeyen ancak merminin oluşturduğu jet'in etkisini de kıran küçük bir karşı patlama oluşuyor ve böylece tank asıl mermiden zarar görmüyor. gelgelelim modern tanksavar füzelerinde bu duruma karşı da bir önlem alınmış; tandem patlayıcılar. tandem patlayıcılar, ya da piyasa adıyla tandem charge heat warhead, özellikle era tipi koruyucu önlemlerin aşılması için tasarlanan türde roketlerdir.
mesela rpg-29
asıl heat başlığın hemen önünde (yani füzenin/roketin ucuna) era'nın yarattığı patlama etkisini ortadan kaldırmak için çok ufak bir ön-patlayıcı konuluyor. era ve roket/füze çarpışınca iki patlama birbirini nötrlüyor ve ardından gelen heat için bir sorun kalmıyor.
bizim de şu anda zeytin dalı harekatında başımıza bela olan tanksavar füzelerinin hemen hepsinde tandem tipi patlayıcılar var. bu noktada aklımıza hemen şu soru geliyor, kafes zırhı tanklara taksak tanksavar füzelerini durdurabilir miyiz?
bunun yanıtı yüksek olasılıkla hayır olacaktır. kafes tipi zırhlar aslında rpg gibi roket itkili patlayıcılara göre düşünüldüğünden ve bu mühimmatın şeklini bozarak etkisiz hale getirmeyi amaçladığından modern tanksavar füzelerini durdurmakta çok zorlanır. bunun nedeni tanksavar füzelerinin roketlere nazaran daha büyük olması, asıl deliciliği sağlayan heat kısmının rpg'lerin aksine füzenin iç kısmında (fotoğraftaki sarı renkli bölge) ve oldukça geriye yerleştirilmiş olması, tandem patlayıcı nedeniyle kafes zırha çarpan füzenin ucunun oluşturduğu patlamanın füzenin kütlesinden doğan kinetik enerji ile birlikte zırha zarar vererek hasar görmeden ilerleyip asıl heat bölümüne yol açması olarak söylenebilir.
bununla birlikte eğer kafes zırh, kendisine çarpan füzenin heat kısmın ateşleyici tapasına zarar veremezse o zaman füze doğrudan zırh üzerinde patlayıp zıhlı aracı imha edecektir. ancak burada şöyle de bir ihtimal var, heat mermide deliciliği sağlayan jet akımının yapısını bozarsanız yani füzeyi zırhtan ne kadar uzakta patlatırsanız o kadar fazla kurtulma şansınız olur. çünkü jet akımının deliciliğini kaybetmesindeki en büyük etki zırh kalınlı değil yol aldığı hava boşluğunun fazlalığıdır. yapılan ölçümler jet'in uç kısmının 10-15 km/s hızla yol alırken en arka tarafının 6-7 km/s ile yol aldığını gösteriyor. jet'in uç kısmı yani füzenin kafes zırha vurup patladığı ilk nokta asıl zırhtan ne kadar uzaksa o mesafeye bağlı olarak uç kısmın hızı düşecektir. bu durumda kafes zıhı tankın asıl zıhından 1 metre gibi uzak bir mesafeye yapmalısınız ki füzelerin boyu da düşünüldüğünde meydana gelen patlama sonucu oluşan jet zırha minimum nüfuz etsin.
evet... kafes tipi zırhı anlatabildiğimi umuyorum. bizdeki örnekleri yeni ortaya çıktı ve kirpi zırhlı araçlarına uygulandı. ileride farklı örneklerini de görebiliriz sanırım.
