Prescurtare : DAMPCEL
Nr. Proiectului 44PTE/2020
Directorul de proiect, dr. ing. Veronica Achim

Raportului tehnic detaliat poate fi accesat la https://uefiscdi.wixsite.com/dampcel
Rezultatele publicate pot fi accesate la adresa https://uefiscdi.wixsite.com/dampcel/rezultate

PREZENTARE

PN-III-P2-2.1-PTE-2019-0432
Proiectul urmareste implementarea unor componente inovative de amortizare, din materiale poroase imbibate cu nanofluide in cadrul structurii castilor de protectie. Mecanismul care sta la baza solutiei propuse este cunoscut drept Lubrificatie elasto-poro-hidrodinamica (XPHD) si a fost evidentiat inca din 2000 in cadrul UPB. Efectul de amortizare provine din disiparea energiei de impact prin frecarea viscoasa a fluidului expulzat prin materialul poros la comprimarea prin impact. Cu cat impactul este mai puternic, cu atat comprimarea este mai accentuata, porozitatea materialului scade, crescând rezistenta la curgere si presiunea generata.
Dezvoltare la nivel de model experimental (celula de amortizare) s-a desfasurat in perioada anterioara in cadrul unui proiect PN-II-PT-PCCA la care au colaborat doi dintre partenerii actuali ai propunerii (UPB si STIMPEX S.A.).
Testarea celulelor de amortizare, a fost realizata in diferite configuratii si niveluri de energie atat pe standurile din UPB cat si pe o instalatie cu propulsie pneumatica din dotarea ATM. Rezultatele au aratat ca forta de impact se reduce la jumatate atunci cand au fost folosite celulele de amortizare.
Proiectul actual prevede doua etape de testare (TRL 5 si TRL 6). In prima etapa vor fi realizate si testate sectoare de casca care inglobeaza un sistem de capsule de amortizare interconectate. Prin aceste teste se urmareste stabilirea unei structuri optime a elementelor de amortizare.
Testele din etapa a 2-a se vor realiza cf. standardului STANAG 2920 pe casca dezvoltata la nivel de prototip industrial de serie mica. Prototipul va fi supus unui program de testare operationala, prin care se va demonstra functionalitatea in conditii relevante. Se urmareste realizarea unei tehnologii noi de fabricatie, ce va presupune procesarea simultana a mai multor elemente de amortizare pe standuri de lucru specializate pe operatiuni, in vederea cresterii productivitatii muncii.

OBIECTIVE

​In vederea indeplinirii scopului propus in cadrul proiectului, s-au stabilit urmatoarele obiective:

Fabricarea produsului casca de protectie echipata cu componente de amortizare din materiale poroase imbibate cu nanofluide ca prototip industrial de serie mica de catre SC STIMPEX SA, pe tehnologiei dezvoltata de UPB;
Transferul de tehnologie si de know-how cu privire la componentele de amortizare si disipare a socurilor catre SC STIMPEX SA, care devine astfel primul agent economic din Romania care poate oferi acest tip de casti de protectie, devenind competitiv si pe plan mondial;
Dezvoltarea si mentinerea unui parteneriat durabil intre STIMPEX SA, UPB si ATM, avand la baza preocuparile complementare ale celor trei institutii in domeniul protectiei balistice, oferind ulterior posibilitatea valorificarii si a altor rezultate CDI ale UPB si ATM prin tranferul tehnologic si introducerea in fabricatie;
Orientarea unei parti din veniturile agentului economic STIMPEX SA catre cercetare, prin finantarea si asimilarea unor produse CDI ale UPB si ATM, in scopul valorificarii comerciale a acestora pe piata interna si internationala.

Etapele proiectului si valoarea bugetului :

REZULTATELE ETAPEI 1
• Documentație tehnică pentru realizarea structurilor plane realizate din compozite pe bază de Kevlar necesare pentru efectuarea testelor
• Documentație tehnică pentru realizarea a 3 variante de celule SAC
• Documentație tehnică pentru realizarea structurilor cu suprafață curbă pentru simularea formei căștilor în cadrul testelor
• Documentație tehnică pentru reperele necesare confecționării ansamblului sabot/proiectil accesorizat cu un accelerometru

Activitati – etapa II  

Activitatea II.1 Realizarea de experimente pe un număr relevant de modele

Activitatea II.2 Prelucrarea datelor experimentale si modelarea fenomenelor observate, compararea cu rezultate similare, evaluarea limitelor si a soluțiilor de îmbunătățire (dimensiunile si poziționarea capsulei, modul de fixare)

Activitatea II.3 Stabilirea tehnologiei de fabricație pentru elementele de amortizare de tip capsule flexibile

Activitatea II.4 Proiectarea și execuția prototipului industrial de serie mică pentru casca de protecție care înglobează un sistem de capsule de amortizare interconectate

Activitatea II.5 Proiectarea, execuția si instrumentarea unui dispozitiv experimental pentru prinderea căștilor (“head rig”) cf. standardelor aplicabile

Activitatea II.6 Realizarea de experimente preliminare pe căști

Activitatea II.7 Diseminarea rezultatelor preliminare

Rezultate – etapa II

Rezultate:

Sistem balistic cu aer comprimat

Documentație tehnică pentru realizarea a 3 variante de celule SAC

Structuri plane realizate din composite pe bază de Kevlar necesare pentru efectuarea testelor

Structuri cu suprafață curbă pentru simularea formei căștilor în cadrul testelor

Website proiect

Raport stiintific

Perioada etapei II : ianuarie 2021 – decembrie 2021

Etapa de executie 2022

Rezumat

Etapa a 3-a finală a proiectului prezintă îndeplinirea obiectivului final de fabricare a produsului cască de protecție echipată cu componente de amortizare din materiale poroase îmbibate cu nanofluide ca prototip industrial de serie mică. În sprijinul îndeplinirii acestui scop au fost desfășurate activități experimentale de testare a căștii în condiții de impact cu glonț și cu proiectile cilindrice pe tun cu gaz. Soluțiile tehnologice de fabricație pe bază de lipire membrană de capsulare folosind curenți de înaltă frecvență au fost îmbunătățite alături de celelalte etape tehnologice de umplere și pregătire a pernuțelor poroase. Testarea pe tunul cu gaz a permis o mai bună înțelegere a mecanismului de amortizare în condiții controlate de laborator prin evaluarea forței de impact funcție de energia proiectilului. Testarea în poligon a permis doar o evaluare calitativă a capacității de amortizare prin măsurarea deformației produse de un glonț cal. 7.62mm tras de un pistol tip ”TT” la impactul cu o cască clasică (aceste măsurători au fost considerate de referință) și la impactul cu casca cu celule de amortizare.