Cea mai importantă sarcină rezolvată de promițătoarele arme de calibru mic dezvoltate în cadrul programului american NGSW ar trebui să fie asigurarea pătrunderii garantate a armurilor moderne și avansate dezvoltate în laboratoarele de arme de top din lume. Înainte de a reveni la problema dezvoltării unei „sabii”, o armă mică promițătoare capabilă să contracareze eficient armele americane dezvoltate în cadrul programului NGSW, ar fi indicat să vă familiarizați cu „scutul” - tehnologii pentru crearea unor armuri corporale promițătoare (NIB)).
Există o părere că problema pătrunderii NIB este descurajată, deoarece dacă un glonț lovește inamicul, el va fi atât de rănit încât nu va putea continua să se angajeze activ în ostilități, sau lovitura va trebui să fie în partea corpului care nu este protejată de elemente de armură. Judecând după programul NGSW, forțele armate americane nu consideră această problemă exagerată. Problema este că rata de îmbunătățire a NIB promițătoare este în prezent semnificativ mai mare decât rata de îmbunătățire a armelor de calibru mic. Și Forțele Armate SUA încearcă doar să facă o descoperire în direcția îmbunătățirii radicale a caracteristicilor armelor de calibru mic, întrebarea este, vor reuși?
Există două modalități principale de a crește penetrarea armurii unei muniții - creșterea energiei sale cinetice și optimizarea formei și materialului miezului muniției / muniției (desigur, nu vorbim despre muniție explozivă, cumulativă sau otrăvită). Și aici ne lovim de fapt de o anumită limită. Un glonț sau un miez pentru acesta este fabricat din aliaje ceramice cu duritate ridicată și densitate suficient de mare (pentru a crește masa), pot fi făcute mai dure și mai puternice, greu mai dense. Creșterea masei unui glonț prin mărirea dimensiunilor sale este, de asemenea, practic imposibilă în dimensiunile acceptabile ale armelor mici de mână. Rămâne o creștere a vitezei glonțului, de exemplu, la hipersonică, dar în acest caz, dezvoltatorii se confruntă cu dificultăți enorme, sub forma lipsei de propulsori necesari, a uzurii extrem de rapide a țevii și a reculului ridicat care acționează asupra trăgător. Între timp, îmbunătățirea NIB merge mult mai intens.
Materiale (editați)
Încă de la începuturile sale, armura personală a parcurs un drum lung de la corase și plăci de oțel până la armura modernă din țesătură de aramidă cu inserții din polietilenă cu densitate ridicată cu greutate moleculară ridicată (UHMWPE) și carbură de bor.
NIB se îmbunătățește în domeniile căutării de noi materiale, creând elemente de armură compozite și metal-ceramice, optimizând forma și structura elementelor NIB, inclusiv la nivel micro și nano, care vor disipa în mod eficient energia gloanțelor și fragmentelor. De asemenea, se elaborează soluții mai exotice, cum ar fi „armura lichidă” pe bază de fluide non-newtoniene.
Cea mai evidentă modalitate este de a îmbunătăți designul tradițional al armurii corporale, consolidându-le cu inserții din materiale compozite și ceramice promițătoare. În acest moment, cea mai mare parte a NIB este echipată cu inserții din oțel întărit la căldură, titan sau carbură de siliciu, dar le înlocuiește treptat cu elemente de armură din carbură de bor, care au o greutate mai mică și o rezistență semnificativ mai mare.
Structura
O altă direcție pentru îmbunătățirea NIB este căutarea structurii optime de plasare a elementelor blindate, care, pe de o parte, ar trebui să acopere suprafața maximă a corpului luptătorului și, pe de altă parte, nu ar trebui să circulaţie. De exemplu, deși nu are un succes în întregime, ci o dezvoltare interesantă, se poate cita armura corporală Dragon Skin, proiectată și fabricată de compania americană Pinnacle Armor. Armura corporală „Dragon Skin” are un aranjament solzos de elemente de armură.
Discurile lipite din carbură de siliciu cu un diametru de 50 mm și o grosime de 6, 4 mm oferă comoditatea purtării acestui NIB datorită unei anumite flexibilități a designului și, în același timp, a unei suprafețe suficient de mari a suprafeței protejate. Acest design oferă, de asemenea, rezistență la lovituri repetate de gloanțe lansate de la arme mici la distanță apropiată - „Dragon Skin” poate rezista până la 40 de lovituri de la o mitralieră Heckler & Koch MP5, o pușcă M16 sau o pușcă de asalt Kalashnikov (singura întrebare este cât de mult din care și care cartuș?).
Dezavantajul schemei „solzoase” a armurii corporale a elementelor de armură este lipsa aproape completă de protecție a soldatului împotriva rănilor dincolo de barieră, ceea ce duce la răniri grave sau la moartea militarilor chiar fără a pătrunde în NIB, ca urmare a armurii corporale de acest tip nu au trecut testele armatei SUA. Cu toate acestea, acestea sunt folosite de unele forțe speciale și servicii speciale din Statele Unite.
O schemă similară „solzoasă” a fost implementată în armura sovietică ZhZL-74 concepută pentru protecție extremă împotriva armelor reci, în care elemente de armură-discuri cu diametrul de 50 mm și grosimea de 2 mm din aliaj de aluminiu ABT-101 erau folosit.
În ciuda neajunsurilor „piele de dragon” NIB, dispunerea solzoasă a elementelor de armură poate fi utilizată în combinație cu alte tipuri de protecție a armurii și elemente de absorbție a șocurilor pentru a reduce impactul gloanțelor și fragmentelor dincolo de barieră.
Oamenii de știință de la Universitatea Americană Rice au dezvoltat o structură neobișnuită care permite obiectului să absoarbă mai eficient energia cinetică decât un obiect monolitic din aceeași materie primă. Baza lucrării științifice a fost studiul proprietăților plexurilor de nanotuburi de carbon, care au o densitate ultra-mare datorită aranjamentului special al filamentelor, cu cavități la nivel atomic, care le permite să absoarbă energia cu randament ridicat atunci când ciocnindu-se cu alte obiecte. Deoarece nu este încă posibilă reproducerea completă a unei astfel de structuri la scară nano la scară industrială, s-a decis repetarea acestei structuri în dimensiuni macro. Cercetătorii au folosit filamente de polimer care pot fi imprimate pe o imprimantă 3D, dar aranjate în același sistem ca și nanotuburile și au ajuns la cuburi cu rezistență și compresibilitate ridicate.
Pentru a testa eficiența structurii, oamenii de știință au creat un al doilea obiect din același material, dar monolitic, și un glonț a fost lansat în fiecare dintre ele. În primul caz, glonțul s-a oprit deja pe al doilea strat, iar în al doilea a mers mult mai adânc și a provocat daune întregului cub - a rămas intact, dar acoperit cu fisuri. Un cub de plastic cu o structură specială a fost, de asemenea, pus sub presiune pentru a-i testa rezistența sub presiune. În timpul experimentului, obiectul s-a micșorat cel puțin de două ori, dar integritatea sa nu a fost încălcată.
Spumă metalică
Vorbind despre materiale, ale căror proprietăți sunt în mare măsură determinate de structură, nu se poate să nu menționăm evoluțiile din domeniul spumei metalice - spume metalice sau compozite. Spuma metalică poate fi creată pe bază de aluminiu, oțel, titan, alte metale sau aliajele acestora.
Specialiștii de la Universitatea din Carolina de Nord (SUA) au dezvoltat un metal spumant de oțel cu o matrice de oțel, încadrându-l între stratul superior de ceramică și un strat subțire inferior de aluminiu. Spuma metalică cu grosimea mai mică de 2,5 cm oprește gloanțele care perforează armura de 7, 62 mm, după care rămâne o gaură mai mică de 8 mm pe suprafața din spate.
Printre altele, placa de spumă reduce efectele radiațiilor cu raze X, gamma și neutroni și, de asemenea, protejează împotriva focului și căldurii de două ori mai bine decât metalul convențional.
Un alt material cu structură goală este o formă ultra-ușoară de spumă, creată de laboratoarele HRL împreună cu Boeing. Noul material este de o sută de ori mai ușor decât polistirenul - este 99,99% aer, dar are o rigiditate extrem de mare. Potrivit dezvoltatorilor, dacă un ou este acoperit cu acest material și cade de la o înălțime de 25 de etaje, nu se va sparge. Spuma rezultată este atât de ușoară încât se poate întinde pe o păpădie.
Prototipul folosește tuburi goale de nichel conectate între ele, a căror dispunere este similară cu structura oaselor umane, ceea ce permite materialului să absoarbă multă energie. Fiecare tub are o grosime a peretelui de aproximativ 100 nanometri. În loc de nichel, alte metale și aliaje pot fi utilizate în viitor.
Acest material sau analogul său, precum și materialul polimeric structurat menționat mai sus, pot fi considerate pentru a fi utilizate în NIB-uri promițătoare ca elemente de suport ușor și durabil de absorbție a șocurilor concepute pentru a minimiza deteriorarea corpului de către gloanțe dincolo de barieră.
Nanotehnologie
Unul dintre cele mai promițătoare materiale, despre care se preconizează că va fi utilizat pe scară largă în diferite industrii ale secolului 21, este grafenul, o modificare alotropă bidimensională a carbonului formată dintr-un strat de atomi de carbon cu un atom gros. Experții spanioli dezvoltă o armură corporală bazată pe grafen. Dezvoltarea armurii grafenice a început la începutul anilor 2000. Rezultatele cercetării sunt considerate promițătoare, în septembrie 2018, dezvoltatorii au trecut la teste practice. Proiectul este finanțat de Agenția Europeană de Apărare și este în prezent în desfășurare, cu participarea specialiștilor de la compania britanică Cambridge Nanomaterials Technology.
Lucrări similare sunt în desfășurare în Statele Unite, în special la Universitatea Rice și Universitatea din New York, unde s-au efectuat experimente pentru bombardarea foilor de grafen cu obiecte solide. Armura cu grafen este de așteptat să fie semnificativ mai puternică decât Kevlar și va fi combinată cu armură ceramică pentru cele mai bune rezultate. Cea mai mare provocare este producerea de grafen în cantități industriale. Cu toate acestea, având în vedere potențialul acestui material în diferite industrii, nu există nicio îndoială că va fi găsită o soluție. Potrivit informațiilor privilegiate care au apărut pe paginile mass-media specializate în decembrie 2019, Huawei intenționează să lanseze pe piață smartphone-ul P40 cu o baterie de grafen (cu electrozi de grafen) la începutul anului 2020, ceea ce poate indica progrese semnificative în producția industrială de grafen..
La sfârșitul anului 2007, oamenii de știință israelieni au creat un material auto-vindecător pe bază de nanoparticule de disulfură de tungsten (o sare de metal de tungsten și acid de hidrogen sulfurat). Nanoparticulele de disulfură de tungsten sunt formațiuni de tip fulleren sau nanotubulare. Nanotubulenele posedă caracteristici mecanice record, care sunt fundamental neatinse pentru alte materiale, o flexibilitate și rezistență uimitoare, care este pe punctul de a rezista legăturilor chimice covalente.
Este posibil ca în viitor, vestele antiglonț umplute cu acest material să depășească în caracteristici toate celelalte modele NIB existente și promițătoare. În prezent, dezvoltarea NIB bazată pe nanotuburi de disulfură de tungsten se află în stadiul cercetării de laborator din cauza costului ridicat al sintezei materiei prime. Cu toate acestea, o anumită companie internațională produce deja nanoparticule de disulfuri de tungsten și molibden în cantitate de mulți kilograme pe an folosind o tehnologie brevetată.
O companie britanică importantă de apărare, Bae Systems, dezvoltă o armură corporală plină de gel. Într-o armură de corp plină de gel, se presupune că impregnează fibra de aramidă cu un lichid non-newtonian, care are proprietatea de a se întări instantaneu la impact. Se crede că „armura lichidă” este una dintre cele mai promițătoare zone pentru dezvoltarea NIB promițătoare. O astfel de muncă se desfășoară în Rusia în legătură cu setul promițător de echipamente pentru soldații „Ratnik-3”.
Astfel, se poate concluziona că NIB-urile promițătoare sunt planificate să fie create folosind cele mai noi tehnologii în fruntea progresului tehnologic. Dacă vorbim despre arme de calibru mic, atunci aici nu se observă o asemenea revoltă de tehnologie. Care este motivul pentru aceasta, lipsa nevoii sau conservatorismul industriei armamentului?
Multe proiecte de NIB-uri promițătoare se vor opri cu siguranță, dar unele dintre ele vor „trage” cu siguranță și vor face ca toate armele mici din secolul al XX-lea să devină învechite, la fel cum arcurile, arbaletele și armele mici care încărcau botul au devenit învechite la vremea lor. În plus, armura nu este singura piesă importantă de echipament pentru un luptător care îi poate spori radical supraviețuirea în luptă.
