Domeniul materialelor de protecție este imens și crește rapid. Noile materiale extind baza tehnologică pentru sistemele de protecție a personalului și platformele de arme. În același timp, practicile comerciale se schimbă, îndepărtându-se de furnizorii exclusivi și de alte tipare tradiționale comune industriilor precum apărarea și securitatea
Industria încearcă să răspundă rapid nevoilor extinse ale clienților militari, nu numai pentru a „ușura sarcina”, ci și pentru a dezvolta caracteristici la fel de importante ale noilor materiale de protecție și ale sistemelor de protecție a blindajelor.
Acest lucru poate fi confirmat de cuvintele șefului departamentului de protecție a corpului de la DSM Dyneema, Marco Manik, care a spus într-unul dintre interviurile sale: „Producem cea mai puternică fibră artificială și aceasta este fibra DYNEEMA”.
Expertul din industrie a clasificat soluțiile de securitate DSM drept „un nou val sau o generație de protecție balistică”. Ofertele companiei, pe care le numește „Excelență tehnologică fără compromisuri”, combină materiale ușoare și performanțe superioare, oferă confort împreună cu alte caracteristici de calitate și oferă clienților „tot ce au nevoie pentru a face lucrurile”.
Manik a subliniat laminatul HB pe bază de fibre DYNEEMA ca fiind unul dintre progresele tehnologice în sistemele de protecție balistică. Într-adevăr, „fibra DYNEEMA HB nu este doar de 15 ori mai puternică decât oțelul, dar are o serie de proprietăți care sunt într-adevăr solicitate, cărora le acordăm o atenție deosebită”, a subliniat el și, întrebat ce doresc în primul rând clienții din această zonă, a răspuns că „vor opțiuni mai ușoare pentru echipamentul lor”.
Sherrill Ingstad, șeful ceramicii avansate de la ZM este de acord cu el: „Vedem o cerere mare în SUA și în alte țări pentru sisteme de protecție ușoare, iar aici e concentrat eforturile noastre astăzi. Ne străduim să punem la punct fiecare aspect al muncii noastre - de la tehnologia materialelor brevetate și cercetare și dezvoltare până la alinierea forței de muncă și rafinarea procesului de fabricație - pentru a oferi sisteme ușoare care reduc sarcina asupra armatei, oferind în același timp nivelul necesar de protecție."
În calitate de purtător de cuvânt al Ceradyne (parte a ZM), Ingstad a anunțat că până acum au fost furnizate armatei SUA peste două milioane de inserții antiglonț și peste 100.000 de căști de luptă îmbunătățite (ESN).
În ciuda masei sale relativ mici, ESN „oferă un nivel mai ridicat de protecție împotriva glonțului și a fragmentării decât orice altă cască de luptă din istorie”, a spus Ingstad. "Comparativ cu alte căști cu aceeași greutate în serviciu, ESN crește nivelul de protecție anti-glonț și anti-fragmentare cu mai mult de 35%."
Primele căști ECH au intrat în serviciul armatei SUA în 2014.
Portofoliul echipamentelor de protecție personală Ceradyne include, de asemenea, ESAPI (inserție de protecție îmbunătățită a armelor mici), inserție ușoară și îmbunătățită de protecție a armelor mici, pentru a proteja trunchiul de focul armelor mici. Inserturile sunt disponibile în diferite dimensiuni și se încadrează în secțiuni interne speciale ale armurii pentru personalul militar de ambele sexe. "Furnizăm insecte antiglonț către Departamentul de Asistență Logistică pentru Apărare, care apoi gestionează comenzile pentru fiecare unitate individuală", a spus un purtător de cuvânt al Ceradyne.
Compania furnizează inserții de protecție ESAPI moderne de diferite greutăți. Actualul contract al Departamentului Apărării al SUA prevede furnizarea de inserții ultra-mici, mici și mijlocii, a căror masă variază de la mai puțin de 2 kg la aproape 2,5 kg. Ceradyne oferă, de asemenea, inserții mari și extra-mari pentru armura corporală, care sunt puțin mai grele.
Ceradyne a început să livreze inserții cu o lună înaintea programului în iunie anul trecut. În conformitate cu aceasta, compania trebuie să finalizeze livrările pentru această comandă la sfârșitul anului 2017.
Protecția vehiculelor și a echipajelor acestora
Reprezentantul companiei de apărare RUAG și-a evaluat problemele și sarcinile în domeniul materialelor de protecție pentru vehicule, care, de fapt, se rezumă la găsirea unui compromis între rentabilitatea economică și reducerea maximă a greutății (off-road capacitate de țară, transport aerian etc.), precum și soluții care asigură protecția echipajelor și a vehiculelor în sine de o multitudine de amenințări, mai dinamice și mai letale. RUAG Defense a mai comentat: „Evident, nevoile specifice diferă de la scenariu la scenariu, dar încercați întotdeauna să găsiți echilibrul perfect între nivelurile de protecție și mobilitate. Cei care vorbesc despre volatilitatea amenințărilor au dreptate, dar explorăm constant idei noi în domeniul materialelor și soluțiilor de proiectare."
În plus, reprezentantul RUAG a remarcat estomparea granițelor dintre scenariile amenințărilor moderne și provocările pe care aceste scenarii le reprezintă pentru furnizorii de materiale și sisteme de securitate. „Scenariile de amenințare nu sunt acum la fel de definite ca înainte. Distincția dintre operațiunile militare simetrice și asimetrice se estompează în fața ochilor noștri, acum avem nevoie de soluții hibride care să acopere o gamă mult mai largă de amenințări."
RUAG se străduiește să facă față provocărilor globale actuale și dezvoltă kituri de protecție pentru o mare varietate de vehicule, de la vehicule blindate ușoare 4x4 la tancuri principale de luptă precum LEOPARD 2 și, în acest sens, portofoliul companiei în acest sector este în continuă expansiune.
Apoi, reprezentantul companiei elvețiene a continuat: „Pentru BMP PUMA din Germania, furnizăm protecție împotriva minelor împreună cu alte componente de protecție. RUAG și-a asumat dezvoltarea unei protecții cuprinzătoare împotriva minelor, a protecției împotriva IED-urilor (dispozitive explozive improvizate) și a proiectilelor de perforare a blindajelor pentru vehiculele blindate PANDUR I. Austriei și belgiene. Producția și livrarea kiturilor noastre balistice Roof PRO pentru producătorul de cap sunt în plină desfășurare.."
Vicepreședintele Apărării Alcoa, Margaret Cosentino, a remarcat o altă tendință paralelă și oarecum concurentă în domeniul protecției vehiculelor. Potrivit acesteia, mai devreme s-a acordat multă atenție blindajului suplimentar al vehiculelor care au participat la operațiuni în Irak și Afganistan, iar acum există o revenire la viteză, manevrabilitate și manevrabilitate ca funcții de creștere a supraviețuirii luptei. „De exemplu, în operațiuni speciale, vehiculele ultra-ușoare sunt utilizate pentru grupuri de luptă. Alcoa colaborează cu comunitatea științifică a armatei SUA prin noul său program de protecție a focului mobil protejat pentru a obține cât mai multe informații cu privire la materialele inovatoare și a selecta tehnologia pentru un sistem securizat de foc direct de înaltă precizie.”
Produsele Alcoa Defense extind ciclul de viață al vehiculelor militare, cu un portofoliu de produse atât pentru vehiculele existente, cât și pentru cele noi. Într-adevăr, produsele multicomponente ale Alcoa, inclusiv cele realizate prin extrudare, ștanțare, turnare și o gamă completă de produse laminate, se găsesc pe vehicule cu roți tactice și vehicule de luptă la sol, variind de la blindaje din aluminiu pe jeep-urile HMWWV (ca reacție la IED) și HEMTT și se termină cu componente din aluminiu pentru platforme noi, cum ar fi mașina blindată JLTV.
„În primul rând, Alcoa Defense utilizează o gamă foarte largă de materiale în activitățile sale, deoarece afacerea noastră este împărțită în mod egal între produse din aluminiu, titan și nichel, ceea ce ne permite să lucrăm cu armata și principalii producători de produse finale pentru a obține material adecvat, aliaj și tratament termic pentru a satisface cerințele pentru sarcini speciale, - a explicat Cosentino. „În al doilea rând, ne concentrăm pe integrarea verticală completă, de la material la forma produsului, la prelucrare și asamblare finală. Îmbunătățirea eficienței Alcoa îi ajută pe clienții noștri să devină mai eficienți și mai competitivi.”
Un alt furnizor de sisteme de apărare pentru vehicule militare este QinetiQ North America (QNA). LAST-urile anti-splinter LAST Armor Spall Liner sunt instalate pe diferite vehicule MRAP fabricate în SUA, iar scaunele BlastRide absorbante de energie sunt instalate în BMP-uri și transportoare blindate de personal din diferite țări. Jeff Riu, șeful sistemelor de supraviețuire a companiei a comentat: „În plus, soluțiile noastre de protecție RPG pasivă Q-NET sunt instalate pe peste 13.000 de vehicule din întreaga lume, de exemplu, oferă protecție pentru mașini precum MAXXPRO, PL-ATU, HEMMT și STRYKER, precum și platforme din alte țări. Sistemul de protecție Q-NET are potențialul de a fi instalat pe unele variante ale vehiculului blindat JLTV al armatei și corpului marin al SUA."
QNA dezvoltă, de asemenea, echipamente de protecție individuală pentru avioane și elicoptere, Riu împărtășind și unele dintre rețetele secrete de sos ale companiei sale, care urmează să răspundă pe deplin nevoilor clienților săi în ceea ce privește costul, greutatea și caracteristicile produsului final pentru a oferiți-le cea mai bună soluție posibilă. „Am realizat acest lucru lucrând cu o varietate de materiale superioare, inclusiv oțel laminat, diferite tipuri de ceramică și cele mai noi fibre balistice de înaltă calitate. De asemenea, lucrăm neobosit pentru a dezvolta noi soluții inovatoare, cum ar fi scaunele noastre absorbante de energie și tehnologia BlastPro de atenuare a exploziei.”
Colaborare și parteneriat
Unul dintre subiectele fierbinți în discuția dintre afacerea cu materiale de securitate se referă la acordurile cu mai mulți furnizori și alți parteneri (în unele cazuri sute de organizații) în plus față de acordurile de parteneriat exclusiv care sunt comune în alte segmente ale pieței apărării.
Folosind exemplul companiei sale, Marko Manik a vorbit despre dorința DSM de a inova și optimiza noile tehnologii în rețeaua sa de parteneri și despre investițiile interne în cercetare și dezvoltare.
DSM preferă partenerii din sectoarele de apărare și de securitate conexe, iar unii dintre acești parteneri au o relație mai puternică cu DSM datorită capacității lor de a inova. „Dacă avem un partener care are capacitatea de a inova mai repede decât oricine altcineva, atunci el are un avantaj, deoarece pe lângă produsele noastre, există și produse finale. De aceea, trebuie să lucrăm cu parteneri care sunt într-o oarecare măsură compatibili cu viteza noastră de inovație”, a spus Manik.
Cel mai recent partener de afaceri al DSM Dyneema este First Armour, o filială a KADDB Investment Group. În iunie 2016, First Armor a dezvăluit un panou ușor căptușit purtat în combinație cu o vestă de siguranță. Noul căptușeală First Armor este fabricat din Dyneema HB212. Acest laminat compozit bazat pe UHMWPE este excelent pentru sistemele de apărare ușoare și durabile create folosind tehnologia DYNEEMA Force Multiplier.
First Armour va oferi în curând mai multe tipuri de sisteme de protecție a corpului bazate pe diverse materiale de înaltă performanță dezvoltate de DYNEEMA.
La începutul anului trecut, un alt partener DSM, Point Blank Enterprises, și-a introdus sistemul de protecție a corpului ALPHA ELITE Black, extinzând linia de produse ALPHA ELITE. „Cel mai nou ALPHA ELITE Black, un model de protecție a armelor mici, este o îmbunătățire față de produsul anterior, deoarece reduce greutatea cu 17% cu același nivel de protecție”, a spus compania într-un comunicat de presă. Armura ALPHA ELITE Black folosește tehnologia DYNEEMA Force Multiplier de nouă generație de la DSM.
De asemenea, RUAG nu ocolește nicio organizație din acest domeniu, căutând o cooperare reciproc avantajoasă. Un purtător de cuvânt al RUAG a explicat că compania „analizează în mod regulat piața pentru noi modele și materiale; și ne mândrim cu calitatea testelor noastre și a testelor pe care le desfășurăm pentru a determina cu acuratețe proprietățile de protecție ale materialelor. Acest lucru permite RUAG să adapteze soluțiile de protecție la orice vehicul și amenințare la o greutate și cost optime.”
Domnul Riu, de la QNA, a comentat: „Am dezvoltat relații puternice cu unii dintre cei mai importanți producători de ceramică avansată, materiale balistice și fibre compozite. Folosirea acestor conexiuni ne permite să proiectăm și să livrăm produse care depășesc concurenții noștri.”
DuPont este un alt furnizor care a stabilit o „poziție puternică” în furnizarea de materiale pentru o varietate de aplicații. De exemplu, tehnologia cu fibre sintetice Kevlar găsește o mare varietate de aplicații - diverse blindaje, inserții, căști, protecție a membrelor și blindaje pentru vehicule. Toate aceste produse cresc nivelurile de supraviețuire a personalului, în timp ce consumatorii primesc materiale de protecție de diferite grade de „moliciune” sau „duritate” (termeni comuni în acest sector). „Protecția moale se referă la veste și alte articole de echipament, care sunt adesea realizate din fibre de țesături și alte structuri flexibile pentru a îmbunătăți potrivirea, confortul și mobilitatea purtătorilor”, a explicat Joseph Hovanek, tehnolog șef la DuPont Protection Solutions. "Protecția dură se referă la structurile compozite mai dure, cum ar fi inserțiile, căștile și componentele de protecție a vehiculelor, pentru care DuPont oferă foi de polietilenă Tensylon în plus față de Kevlar."
Hovanek a vorbit despre un aspect al modelului de afaceri al DuPont, menționând că compania furnizează fibre, țesături și alte structuri de la Kevlar către producătorii de veste, căști și vehicule blindate care folosesc aceste materiale în proiectarea și fabricarea produselor lor. Expertul din industrie a adăugat: „Ne concentrăm pe dezvoltarea soluțiilor localizate, cu producători de top care lucrează cu patru dintre centrele noastre tehnice majore din diferite țări.”
Pe lângă QNA și celelalte companii menționate anterior, care furnizează produse către diverși utilizatori finali, există o altă firmă care este activă în mai multe domenii conexe. Combat Clothing Australia (CCA) Protect este un furnizor global de apărare și securitate cu o bogată experiență în proiectarea și fabricarea de protecție balistică pentru oameni, platforme terestre și aviație. Directorul comercial al companiei, Lee O'Shea, a menționat că „CCA Protect este activă pe piețele din Australia, Statele Unite, Hong Kong, Malaezia, Singapore, Emiratele Arabe Unite, Noua Zeelandă și Papua Noua Guinee”.
În special, CCA Protect furnizează sisteme de protecție a corpului dure și moi până la nivelul IV, precum și armuri pentru vehicule capabile să reziste la carcase antitanc. O'Shea a continuat: „Soluțiile avansate de armare CCA Protect au fost selectate pentru a oferi protecție balistică elicopterelor UH-60 BLACKHAWK și CH-47 CHINOOK ale Forțelor Armate Australiene. Facilitatea de producție a CCA Protect permite fabricarea de panouri mari blindate simple, ceea ce le face ideale pentru proiectul australian Land 400 Phase 2.” Ca parte a acestui proiect, Australia își va actualiza și moderniza flota de vehicule de recunoaștere a luptei.
Pentru a îndeplini cerințele clienților săi străini, CCA Protect efectuează o analiză aprofundată a soluțiilor pentru a realiza un echilibru între cost, mobilitate, protecție și greutate. O'Shea a încheiat spunând: „Spațiul de luptă care se schimbă rapid conduce constant la inovație în industria de apărare balistică. Facilitățile de producție de ultimă generație ale CCA Protect și inginerii experimentați fac posibilă soluționarea acestor provocări complexe. Combinația de compozite avansate și tehnici de lipire unice creează materiale de ecranare ultra-ușoare, durabile și subțiri.”
Compania elvețiană Garant dezvoltă soluții moderne de protecție balistică FirmLiner și FlexLiner pentru diferite tipuri de aplicații. Împreună cu utilizarea celor mai noi materiale rezultate din activități intensive de cercetare și dezvoltare, Garant are, de asemenea, o bogată experiență acumulată din programele pe termen lung, în cooperare cu furnizorii de materiale și utilizatorii finali. Materialele populare și utilizate pe scară largă includ para-aramidă, polietilenă, polipropilenă și fibră de sticlă.
Ceramică transparentă de spinel pentru aplicații marine
Spinela transparentă (MgAl2O4) este în prezent materialul preferat pentru utilizare într-o varietate de aplicații marine și alte aplicații de apărare. Este un material cristalin cu o rețea cubică, care este utilizat din ce în ce mai mult pentru a proteja diverse sisteme de nave, inclusiv senzori, materiale și arme defensive și „inteligente”.
În plus față de rezistența sa ridicată, ceramica spinel are o transmisie excelentă de la razele ultraviolete (0,2 μm) la infraroșu mediu (5 μm). Pentru catargele optronice ale submarinelor nucleare din clasa VIRGINIA ale marinei SUA, se utilizează sticlă cu un singur spinel, care crește supraviețuirea și reduce semnificativ costurile de întreținere și ciclul de viață. Anterior, sticla de siliciu și germaniu cristalin au fost instalate pe catargul optocuplator L-3 KEO pentru a transmite lumina vizibilă și razele în regiunea infraroșie medie a spectrului, respectiv. Ambele materiale s-au dovedit însă a fi insuficient de puternice și predispuse la deteriorare, în ciuda faptului că grosimea lor era de 3, 8 cm. Problema a fost cum se face fereastra din spinel gros. Conform cercetărilor, ceramica de spinel cu o grosime de 3,8 cm, al cărei proces de fabricație se bazează pe presare la cald, are proprietăți optice foarte bune.
Podul distrugătorului american de clasă ZUMWALT (DDG 1000) este, de asemenea, echipat cu ferestre mari de înaltă rezistență care transmit lumină vizibilă și unde infraroșii cu o lungime de undă de 5 microni și care trebuie să reziste la impacturi de undă de până la 0,56 kg / cm2. Pe măsură ce procesul de presare la cald se ridică la dimensiuni mari, fereastra podului poate fi realizată dintr-o bucată mare de spinel. Dimpotrivă, poate fi produs prin difuzie de margine unind două sau mai multe ferestre mici într-una. Divizia de optică aplicată a US Navy Research Laboratory (NRL) a demonstrat fezabilitatea ambelor abordări.
Laboratorul a remarcat că metoda tradițională de creștere la temperatură ridicată dintr-o topitură (> 2000 ° C) din spinel monocristal este dificil de realizat o foaie cu dimensiuni mai mari de câțiva milimetri. În procesul de soluționare a acestei probleme, NRL a stabilit că calitatea slabă a ceramicii comerciale de spinel se datorează amestecării inegale a aditivului de sinterizare (fluorură de litiu) cu pulberea de spinel, ceea ce duce la porozitate și prindere (reziduuri în produsul final) a acestui aditiv de sinterizare. Oamenii de știință de la NRL au dezvoltat un proces brevetat pentru acoperirea uniformă a fiecărei particule de pulbere de spinel cu un aditiv de sinterizare, care permite îndepărtarea aditivului în timpul procesului de presare la cald la o temperatură de aproximativ 1600 ° C. Conform NRL, acest lucru permite producerea de ceramică spinel complet compactă, transparentă, cu proprietăți optice ridicate, în timp ce procesul este scalabil și permite producerea de ferestre mari.
Proiectat pentru medii dure
Ceramica transparentă din spinel este folosită și în alte aplicații de apărare. Printre acestea se numără lasere de mare putere, dezvoltate pentru armele cu energie direcționată. Din punct de vedere optic, unul dintre cele mai problematice locuri este lentila de ieșire (fereastră), deoarece sticla pentru astfel de sisteme nu are proprietăți termice, optice și mecanice suficient de bune. Motivul este că ferestrele din sticlă au o conductivitate termică foarte scăzută care duce la șoc termic. Rezistența redusă a sticlei face dificilă utilizarea în medii agresive, potrivit oamenilor de știință din NRL. Pe de altă parte, rezistența superioară a spinelului permite utilizarea acestuia în medii dure, iar rezistența sa ridicată permite ferestrele mai subțiri, ceea ce reduce greutatea. NRL a dezvoltat o tehnologie ultrapură de pulbere de spinel care a fost utilizată pentru producerea ceramicii de spinel cu o pierdere record de absorbție de 6 ppm (părți pe milion) / cm la o lungime de undă de 1,06 μm.
Ceramica de spinel de înaltă calitate optică este, de asemenea, utilizată pentru a produce radome durabile, transparente la căldură, pentru rachetele cu infraroșu. Potrivit surselor deschise, materialele existente, precum siliciu cristalin, sunt fragile și nu asigură transmisia luminii vizibile. Un alt material, safirul (a-Al2O3) are transmisie limitată la o lungime de undă de 5 µm. Safirul este extrem de rezistent la daune mecanice, deoarece are o duritate remarcabilă (9 pe scara Mohs); este cel mai dur material după diamant și carbură de siliciu (a-SiC). Dar spinela transmite perfect lumina vizibilă și are o transmisie mai bună în comparație cu safirul la o lungime de 5 microni. Într-un efort de a demonstra aplicabilitatea practică a spinelei, oamenii de știință de la NRL au schimbat procesul de presare la cald și au fabricat cu succes carenaje din acest material.
Disponibilitatea ceramicii cu spinel cu proprietăți optice ridicate va permite, de asemenea, fabricarea de scuturi și ochelari de protecție ușori pentru protecția personală împotriva IED-urilor, precum și a ferestrelor conforme pentru sistemele de supraveghere. Cercetările din 2013 au arătat că spinela de aluminiu de magneziu este un candidat excelent pentru straturile de armură transparente întărite exterioare. Cercetătorii care au investigat în mod sistematic fragmentarea a trei tipuri de ceramică cu spinel au arătat că modul de fragmentare este unul dintre parametrii cheie care afectează rezistența balistică a ceramicii.
