A modern AFV -ket, például a képen látható M1117 ASV -t általában acélból és alumíniumból készült fő szerkezeti páncél védi, valamint különféle ötvözetekből, kerámiákból, kompozitokból vagy ezek kombinációjából készült kiegészítő védőelemek.
Az Egyesült Államok és stratégiai partnerei számára egyértelmű, hogy a jelenlegi és várható taktikai kötelezettségvállalások teljesítéséhez szükség van a jobb védelmi és páncélos képességekre. Az Egyesült Államok által vezetett afganisztáni multinacionális misszió, amely még mindig a logikus befejezésre törekszik, hasznot húz majd az iraki tanulságokból, amelyek a csapatainak védelmével kapcsolatos küldetésekről és követelményekről, valamint a védelmi rendszerek fejlesztését célzó új kezdeményezések stratégiáiról szólnak
A Védelmi és Fenntartási Rendszer (SPB) (egy másik kifejezés a strukturális védelemre) stratégiai eszköz, mivel észrevehető hatással van a kritikus rendszerekre és erőforrásokra, és közvetlen hatással van a harcosra is. Ez főként az aszimmetrikus működési környezetekre vonatkozik, ahol a rögzített pozíciókat és a kerület biztonságát fenyegető veszélyek, valamint a leszerelt csapatok és járőrjárművek különösen élesek. Bár ezek az elkötelezettségek gyorsan fejlődnek, az elektronikus figyelmeztető rendszerek jelenléte hatékony védelmi megoldásokkal kombinálva gyakran döntő előnyt jelenthet a katonaságnak, lehetővé téve a túlélést, az ellentámadást és az uralmat. Ezzel szemben, ha nincs megfelelő vagy hatékony infrastruktúra az erők védelmére, mind a harcosok, mind a nem harcosok sebezhetővé válhatnak a csapda taktikák iránt, és ez a regionális hadszínházak modern műveleteinek egyik legfontosabb, bár kijózanító tanulsága.
Kulcsfontosságú szempontok
A szerkezeti páncélzat azokra a stratégiai anyagokra utal, amelyek ellenállnak a ballisztikus támadásoknak, és amelyek beépíthetők helyhez kötött, hordozható vagy mobil szállítási rendszerekbe és személyes ballisztikus védelmi megoldásokba. Hagyományos anyagok, például acél és alumínium vagy vasbeton, valamint fejlett anyagok, például nanoanyagok és kerámia kompozitok használhatók az SZB gyártásához. Néhány példa a szerkezeti páncélos alkalmazásokra az állandó és ideiglenes szerkezetek, például őrtornyok, csapatok vagy biztonsági kisteherautók, járművek védelmi rendszerei és harci személyi védelem gyártása. Ez utóbbiak közé tartozhatnak viselhető pajzsok vagy ellenőrzőpontok védelmi rendszerei és szállítható páncélozott harci pozíciók.
Három kísérlet egy exoskeleton koncepció létrehozására: BLEEX, Raytheon SARCOS és Lockheed Martin HULC projektek
Következésképpen a védelmi és tartalékrendszerek (SPB) nagy segítséget jelenthetnek a taktikai és stratégiai túlélőképesség növelésében harci és más magas kockázatú környezetekben. Ezek kulcsfontosságú tényezők az erők védelmét szolgáló programokban. Ezenkívül ezek az alapok sokféle aszimmetrikus támadás, például útszéli aknák és RPG -k elleni fellépésre városi környezetben és a lázadás elleni műveletek során. Mivel könnyű kompozitokból és más fejlett és egzotikus anyagokból készíthetők, hasznosak lehetnek a védett infrastruktúrák aláíráskezelése területén is, például a járművek burkolása több maszkolóanyaggal a földi radaroktól. Valójában elmondhatjuk, hogy az SZB alkalmazásai nagyon változatosak - akárcsak azok az anyagok, amelyekből elkészíthetők.
Az SZB -ből készült anyagok egy része egzotikus és új anyagok közé sorolható, vagyis olyanok, amelyek a hagyományos anyagok képességei mellett új tulajdonságokkal is rendelkeznek. Például a nanoanyagok, köztük a nanocsövek és a nanoszálak, valamint a fejlett kompozit anyagok javíthatják a páncélzat teljesítményét. A feltételezett, nem harci területeken lévő szerkezetek, amelyeket korábban úgy ítéltek meg, hogy a harci támadások védelme alacsony, most már szerepelnek az SZB végrehajtási terveiben. A 2012. évi honvédelmi engedélyezési törvény például fokozott biztonsági előírásokat ír elő a katonai építési projektekben a katonai építésben, a meglévő infrastruktúra létrehozásában és korszerűsítésében az Egyesült Államokban és a NATO -országokban. A magánszektor építőiparában a biztonsági, ergonómiai és környezetvédelmi megfontolások miatt az új építési projektekre és a meglévő épületek felújítására vonatkozó SOC -követelmények is nőnek, mivel a szerkezeti védelem képes csökkenteni a zajt és növelni a hőszigetelést. A harcosok védelmére vonatkozó követelmények azonban továbbra is az egyik legnagyobb aggodalomra adnak okot a katonai tervezők számára.
Az Egyesült Államok Mérnöki Testülete (USACE) felelős az amerikai kormányzati programokért, amelyek célja katonai, polgári és nemzetbiztonsági infrastruktúra kiépítése globálisan és belföldön egyaránt. A USACE talán leghíresebb projektje, a Pentagon emlékeztet a SIS -programok fontosságára és a folyamatban lévő műveletek, valamint a nemzetbiztonsági és csapatvédelmi missziók szempontjából való relevanciájukra. Az építkezés 1941 -ben fejeződött be, a háború idején a stratégiai nyersanyagok hiánya miatt kis mennyiségű fém került felhasználásra, a Pentagon szinte teljes egészében vasbetonból épült. Az Amerikai Építőmérnökök Társasága által az épület állapotáról közvetlenül szeptember 11. után végzett tanulmányának következtetéseiben azt mondták, hogy a Pentagon eredeti tervezésének és kivitelezésének elemei hozzájárultak annak ellenálló képességéhez a sugárhajtású bélés támadásakor. korlátozott fizikai pusztítás és életvesztés. A csoport jelentésében kiemelték az integritás, a redundancia és az energiaelnyelés tervezési jellemzőit. Azt mondta, hogy az ilyen elemeket "a jövőben be kell építeni az olyan épületek és egyéb szerkezetek tervezésébe, amelyekben a progresszív pusztulással szembeni ellenállást nagyon fontosnak tartják".
Hasonló, ha nem azonos tulajdonságok és követelmények vonatkoznak a helyi és külföldi kormányzati struktúrákra itthon és külföldön, nagyokra és kicsikre, és tartalmazniuk kell a biztonsági fejlesztéseket, mint például a ballisztikus támadás ellenállása, mint beépített szerkezeti elemek a reálisan várt fenyegetések ellen. Következésképpen az SZB -k kulcsfontosságúak a katonai és polgári erőfeszítések teljes skáláján, és valószínűleg mindennaposak lesznek a jövőben.
Alapszabályok a védelem létrehozásához
Monolitikus rendszerek
Minél erősebb, annál jobb, "megfelelő" erő pusztítja el a lövedéket
A kemény, annál jobb, "megfelelő" szívósság ellenáll a repedéseknek
Minél vastagabb, annál jobb
Minél keményebb, annál jobb
Egy vastag lemez jobb, mint két vékony rétegű lemez
Minél nagyobb a lejtés (találkozási szög), annál jobb
Többanyagos rendszerek (hibrid)
A keményebb nem mindig jobb, de általában kemény furnér van jelen
A kemény nem mindig jobb, de általában kemény alap van jelen
A vastagabb nem mindig jobb
A keményebb nem mindig jobb
Két vékony lemez jobb lehet, mint egy vastag
A nagyobb lejtés nem mindig jobb
Adaptív előnyök
A hagyományos páncélos anyagok korlátokat mutattak az új biztonsági kihívásokkal szemben, míg a fejlett anyagok, beleértve a kompozitokat és a nanoanyagokat, jelentős előnyöket mutattak a régebbi rendszerekhez képest, növelve a katona túlélését extrém körülmények között is.
A meglévő védelmi rendszerek hiányosságai talán a hidegháború egyik örökségei lehetnek. Az akkori katonai doktrínák nem összpontosítottak a katonai műveletekre a beépített területeken (angol kifejezés MOBA - Mobility Operations For Built -up Areas) vagy a katonai műveletekre városi körülmények között (angol kifejezés MOUT - Military Operations in Urban Terrain). Hasonlóképpen, az Öböl-háború után felmerült tanok a korlátozott időtartamú, sokkoló és félelmetes forgatókönyvekben bevethető csúcstechnológiai, nagy pontosságú képességeken alapultak. Ez természetesen nem történt meg Irakban, ahol a csúcstechnológiájú támadórendszerek és taktikák elsődleges fontosságúak voltak a konfliktus korai szakaszában, és kritikus fontosságúvá vált az operatív ütem hosszú távú fenntartásának szükségessége.
Az SZB-k előnyt biztosítanak a színházi vagy regionális szintű hosszú távú műveletekben részt vevő erőknek, beleértve azokat is, amelyek a MOUT kampányok keretében történnek. Sok ilyen előny, például a fegyverek és értékes tárgyak magas kockázatú védelmében, nyilvánvaló, mások kevésbé nyilvánvalóak. Ide tartozhatnak a környezetvédelmi és ergonómiai biztonsági kérdések, valamint a harci elektronika és más kritikus információs infrastruktúra megkeményedése, lezárása és védelme az esetlegesen káros aszimmetrikus hatásoktól. Az SZB -nek, mint technológiák együttesének azonban szélesebb jelentése is lesz, mint azoknak, amelyek a védelmi technológia teljes területét átfutják. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy a szerkezeti páncélzat a hadsereg minden ága számára közös technológiai szektor, amely más védelmi alkalmazásokat és katonai felszerelési kategóriákat, feladatokat és nemzetbiztonsági alkalmazásokat érint.
A fentiek bővíthetők. Az SZB-t be kell vonni a nukleáris és stratégiai létesítmények védelmére vonatkozó követelményekbe (mivel minden harci körülmény között alkalmas a helyhez kötött, félig és teljesen mobil rendszerekre), a katonai és polgári szektorba a nem harcos lakott területeken (mert az épületek hasznot húznak a biztonsági intézkedésekből és új építési módszerekből, amelyek növelik a terrorizmus és a természeti katasztrófák (például hurrikánok és földrengések) ellenállóképességét), a modernizációból és a csapatok átalakítására, a harci elektronikára és az adatfeldolgozásra irányuló kezdeményezésekből (mivel képes javítani az elektronikus infrastruktúra védelmét)) és harci járművek (mivel képesek megbízható ballisztikus védelmet teremteni a mobil személyzet számára).
Átlátszó páncél tipikus szendvicspanelének felépítése
A legtöbb golyóálló üveggyártó által használt üvegszerkezet: először üveg külső rétegként, több réteg üveg és polivinil -butirál középen, majd poliuretán és végül polikarbonát. Ennek a módszernek az előnye abban rejlik, hogy a polikarbonát képes tágítani és "elkapni" a keményebb üvegfelületek által képződött törmeléket. Ez a bővítés két hüvelyk felett lehetséges.
Az NWB -k szintén igazodnak a költségvetési reform kezdeményezéseihez. Ennek az az oka, hogy egyes alkalmazások ezen a technológiai területen lehetővé teszik a meglévő létesítmények és rendszerek korszerűsítését és felújítását alacsony költséggel, valamint egy teljesen új infrastruktúra létrehozását, ami viszont lehetővé teszi a stabil költségvetés előnyeit az általános modernizációs programok más összetevői számára. és kezdeményezések. Például az Egyesült Államok Védelmi Minisztériumának 2010 -es költségvetésében 1,4 milliárd dollárt különítettek el katonai fejlesztési programokra, 15,2 milliárd dollárt csapatvédelmi kezdeményezésekre (ez a legnagyobb kérés a katonai hírszerzési kiadások után), és 1,5 milliárd dollárt az IED -k (rögtönzött robbanószerkezetek) elleni küzdelemre. Az SPB -k javíthatják a költséghatékonyságot ezekben a védelmi ágazatokban. Következésképpen ez egy olyan technológia, amely potenciálisan nagy összegeket fizet a nemzeti és nemzetközi biztonsági programok, valamint a terrorizmus elleni küzdelem programjainak fejlesztésére, mint például a nagykövetségek és más hosszú távú mérnöki projektek a VIP-k védelmére és a kritikus helyzetekben érintett személyzet védelmére.
Az SZB -k elfogadásának és a katonai programok fejlesztésébe való integrálásnak további előnyei közé tartozik az a tény, hogy maguk az anyagok, valamint a gyártásuk és a későbbi feldolgozásuk és finomításuk fejlett módszerei közös alapvető platformot képviselnek az egzotikus és korszerű anyagok területén, többek között nanoanyagok. Beágyazhatók az SZB -be, hogy további képességeket biztosítsanak, például beágyazott szenzormátrixot és biometriát, amelyek maguk a védelmi rendszer részei lesznek. Számos globális kezdeményezés van folyamatban a szerkezeti védelem, a gyártás és az SSS tervezésének és használatának fejlesztése érdekében, amelyek egyedi tulajdonságaikat használják a különféle alkalmazásokhoz.
Piezoelektromos alkatrészek a Ceramtec -től
Az Egyesült Államokban az SZB és a kapcsolódó folyamatokhoz szükséges anyagokat a Védelmi Minisztérium és a magánszektor iparának központjaiban és szolgálataiban fejlesztik. A folyamatban lévő K + F legfontosabb központjai közül érdemes megemlíteni az ARL katonai kutatólaboratóriumot, amelynek fegyver- és anyagkutató osztálya védelmi kezdeményezésekben vesz részt egy ígéretes teherautó, fegyverrendszer és jövőbeli jármű programjaiban. A Delaware-i Egyetem Kompozit Anyagok Központja szintén DOD által finanszírozott kutatásokat végez a fejlett árnyékoló anyagokról, és más SZB fejlesztési központok kerülnek kiemelésre.
Fejlett nanoanyagok
A szerkezeti védelem különféle anyagokból készülhet a fejlett tervezési, gyártási és formázási technikák széles skálájának felhasználásával. Az anyagfejlesztés üteme az egyik leggyorsabb a védelmi technológiában és az alkalmazott tudományban, amelyet stratégiai kihívások vezérelnek. Ez vonatkozik az új anyagok felfedezésére, valamint a meglévő védelmi értékű termékek használatának folyamatos fejlesztésére, amelyek alkalmasak az erők védelmében átalakuló fejlesztésre.
A nanoanyagok széles körben elterjedtek az alkalmazási ágazat fejlesztési programjaiban, és sok forradalmi gyártási folyamat fejlesztés alatt áll, vagy ipari termelésbe került. A fejlett anyagfejlesztés élvonalába tartozik a 2004 -ben felfedezett grafén, egy grafit homológ, amelynek szokatlan tulajdonságai ígéretessé teszik számos alkalmazásban, beleértve a szerkezeti védelem lehetséges alkalmazását is. A grafén csak egy atom vastag grafitlap, így ez a legvékonyabb anyag, amelyet eddig felfedeztek. Tekintettel arra, hogy a grafén körülbelül kétszázszor erősebb, mint az acél, a grafén az egyik legtartósabb anyag is, amelyet valaha készítettek a laboratóriumban. A grafén szokatlan elektromos vezetőképességi tulajdonságokkal is rendelkezik, amelyek forradalmi alkalmazásokat hirdetnek a félvezető mikroprocesszorokban. Ez teszi a grafént olyan anyaggá, amely nagy potenciállal rendelkezik számos kulcsfontosságú technológiai területen. Mindazonáltal, bár mindez ígéretes, a grafén katonai programok kidolgozására való felhasználása továbbra is a jövőben marad, mivel nem folynak az alkalmazott kutatások ezen az új anyagon, és nehézségekbe ütközik az ipari mennyiségben történő termelés, miközben fenntartható a magas jövedelmezőség.("Kétdimenziós anyaggal - grafénnel végzett" fejlett kísérletekért "A. K. Geim és K. S. Novoselov 2010 -ben fizikai Nobel -díjat kapott).
Az M2 / M3 BRADLEY BMP 7039-T64 (felső fele) és 5083-H131 (alsó fele) alumíniumötvözet páncélt használ. Az iraki harci tapasztalatok azonban fokozott védelemhez vezettek a többrétegű acélból készült kiegészítő páncélréteg, valamint a passzív (kompozíciós) és reaktív páncél elemei miatt, amelyet a fotón látunk.
A szén nanocsövek (CNT) azonban sokkal jobban ismertek a kutatási és fejlesztési kezdeményezések területén, és már számos gyakorlati alkalmazást találtak nemcsak a katonai, hanem a nemzetbiztonsági és bűnüldözési területen is. A hosszú szén nanocsövekből készült fejlett páncélanyagok különféle formákban és szerkezetekben készülhetnek, beleértve a lapokat, szálakat, lemezeket és öntött formákat. A végső "nano-továbbfejlesztett" anyagok könnyűek, de rendkívül tartósak, és elektrotermikus tulajdonságaik megváltoztathatók a gyártási folyamat során. Kompozit szerkezetek gyártásakor a CNT-alapú páncélzat rugalmas, könnyű megoldást nyújt, amely kiváló védelmet nyújt a járművek és más rögzített vagy mobil harci infrastruktúrák elleni ballisztikus támadások ellen. A Natick Labs laboratóriummal kötött szerződés alapján a Nanocomp Technologies csak néhány milliméter vastag CNT alapú kompozit paneleket fejlesztett ki a személyzet védelmére, és közelről leállítanak egy 9 mm -es golyót.
Sérülés kompozit anyag lyukasztásakor
Kompozit anyagok
A fémötvözetekhez némileg hasonló kompozit anyagok lényegében abban különböznek egymástól, hogy nem oldódnak egymásban, és az alkotó anyagokból eltérően képezhetők, mint az elemek vagy a fémfázisok keverése. Az ötvözetekhez hasonlóan azonban a kompozitok két vagy több komponensből is kialakíthatók, amelyek alakja vagy szerkezete jelentősen változhat. A kompozit anyagok sokféle eljárással készülhetnek. Ide tartoznak az új ragasztási technikák, például a laminálás, a szendvicselés, a szinterezés, a részecskék fröccsöntése, a szálszövés és a nanogyártási technikák, például a mikroszűrés. Ballisztikus védelmi rendszerként gyártva kompozit szerkezeti páncélzatként (CSA) vannak besorolva, és számos új anyagot képeznek, például fém intermetallikus laminátumokat (MIL) és kerámia mátrix kompozitokat (CMC).
A ballisztikus kompozitokat általában méhsejtszerkezetekként és vastag falú kompozit, gumi és kerámia rétegek rétegelt lemezeként gyártják, amelyeket kombinálva optimális egyensúlyt biztosítanak a szerkezet és a ballisztikus teljesítmény között, minimális súly mellett. Ezen laminátumok között vannak átlátszatlan, áttetsző és átlátszó páncél kompozitok, amelyeket robbanásbiztos üvegpótlóként használnak a járművekhez. Az epoxi üvegszálas és üvegszálas kompozitok kiváló védelmet nyújtanak a járműveknek olyan harcterületeken, ahol az IED támadások kockázata nagyon magas. Alumíniumhab zárt cellákkal A CCAF (Closed-Cell Aluminium Foam) kis súlya nagy szilárdsággal, merevséggel kombinálva jól elnyeli az energiát, gyártási jellemzői eltérőek lehetnek az őket alkotó mikrostruktúra szerkezete miatt. Ballisztikus állapotban a CCAF jelentős nemlineáris deformációt és feszültséghullám-csillapítást mutat. Az ARL amerikai laboratórium által közölt információk szerint a CCAF -ot tartalmazó kompozit páncélpanelek ellenállnak a 20 mm -es töredezett héjak ütésének.
Az ebbe a kategóriába tartozó ballisztikus kompozitok alkalmasak a jármű robbanás elleni védelmére, például ballisztikus árnyékolás a városi harci környezetben telepített MRAP járművekre. Más területeken is használhatók, például ágyúcsövekben. Gyakran fedőlemezek vagy panelek formájában készülnek, amelyeket védett gépeken belül és kívül helyeznek el, mint padlólemezeket, esésvédőket és béléseket. Kerámia kompozitok készíthetők szerkezeti páncélzat formájában, jó robbanás- és töredezésgátló tulajdonságokkal (sok másodlagos töredék és törmelék). Ez teszi a kerámia kompozitokat alkalmassá szerkezeti páncélos alkalmazásokhoz, különösen az MRAP és más kis- és közepes méretű harci járművek számára, amelyek kialakításának kompromisszumnak kell lennie a súlykorlátozások miatt, mivel a nehéz páncélzat negatív hatással van a járművek mobilitására. Azonban a nagyobb járművek, beleértve a taktikai teherautókat és a páncélozott járműveket (például a Rhino Runner páncélozott busz), jobban megfelelnek a szabványos fémpáncélos megoldásoknak.
Ha fejlett nanoanyag -kompozitokba építik be, az így kapott nanokompozitok további teljesítményt vagy védelmet nyújthatnak a nem megerősített anyagok felett, vagy ugyanazt a szintet, miközben csökkentik a tömeget. Polimerek és monomerek, beleértve a műanyag polimereket is, előállíthatók fejlett kompozit anyagokként szerkezeti védelmi alkalmazásokhoz. A nanorészecskékkel beültetett nanopolimerek egyik jellemzője - hogy a hullámhossz kisebb, mint a látható fény hullámhossza (kb. 400 nanométer) - arra utal, hogy a kész anyagok átlátszóak lehetnek. Több ilyen típusú polimerizált stratégiai anyagot gyártottak hasonló jellemzőkkel. Nyilvánvaló, hogy ezek a tulajdonságok stratégiailag értékesek a hagyományos golyóálló üveg módosítása vagy cseréje során a harci és biztonsági járművekben.
A SmartArmour egy többrétegű, multifunkcionális foglalási rendszer, amelyet a SmartNano Materials of Piano gyárt, átlátszó vagy átlátszatlan formában szállítható a végfelhasználó előírásainak megfelelően, ellenáll a páncéltörő golyóknak, robbanáshullámoknak, kagylótöredékeknek és robbanásnak az IED-knél. Azonban a Vitreloy cirkónium és berillium fémüveget is hasonló tulajdonságokkal gyártja az Amorphous Technologies International. Az ARL RDECOM K + F Központja folyékony páncélt fejlesztett ki a ballisztikus védelem érdekében, amely szilárd szilícium -dioxid nanorészecskék polietilénglikolban szuszpendált nyíró sűrítő folyadékán alapul; sikeresen tesztelték testpáncélon Kevlarral.
Az eszközfeldolgozás a szerkezeti páncélanyagok telítése nanoszerkezetekkel, amelyek nagy teljesítményű félvezető processzorokat kombinálhatnak páncélos elemekké. Az ilyen "okos anyagok" páncélozott falakba építhetők, a felhasználás példája a piezoelektromos. Ezek természetes anyagok, amelyek rázkódáskor, deformálódáskor vagy összenyomáskor elektromos impulzusokat bocsátanak ki. A piezoelektromos elemeket, amelyeket korábban kereskedelmi forgalomban használtak forgótányér tűkben, be lehet ágyazni páncélszerkezetekbe, például panelekbe, moduláris elemekbe, és hő-, rezgés- és ütésérzékelők formájában teherhordó falakba szerelni.
Az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériuma által finanszírozott projektben, amelyet a Kaliforniai Egyetem Berkeley laboratóriuma hajtott végre, a perovskit kristályszerkezetű piezoelektromos anyagokon alapuló legkorszerűbb piezoelektromos anyagokat fejlesztik. Azonban az Accellent Technologies, a minneapolis-i védelmi cég, amely a szerkezeti felügyeletre specializálódott, kifejlesztett egy SMART Layer nevű hardver- és szoftvercsomagot, amely egyesíti az érzékelőket olyan szerkezeti elemekbe, mint a panelek és a falak. A vállalat rendszere beágyazott multiszenzorokat használ, amelyek mikroprocesszoron alapuló hő-, szakító- és száloptikai érzékelőket használnak a megfigyelt szerkezetek integritásának változásainak észlelésére, szabadalmaztatott aktív szkennelési módszerrel. A Diaform Armor Solutions, a Ceradyne Inc. divíziója könnyűszerkezetes páncélos megoldásokat hozott létre hőre lágyuló kompozitok felhasználásával, hogy gyorsan előállítson háromdimenziós szerkezeti alakzatokat, amelyek megerősített szerkezeti szerelvények moduláris elemeit képezhetik.
Golyóálló Protech biztonsági modul
IBD Deisenroth Advanced többrétegű páncélkoncepció
A ballisztikus páncélmátrix (BAM) szabványoknak megfelelő moduláris felépítésű elemeket széles körben alkalmazzák a meglévő szerkezetek új tervezésében, kiegészítésében és módosításában is, ahol a legfontosabb jellemzők a fokozott biztonság és a ballisztikus támadásokkal szembeni ellenállás. A BAM specifikáció, amelyet az Antiballistic Security and Protection (ASAP), Inc. szabadalmaztatott, többrétegű páncélozott szerkezeti elemeket ír le, például falakat, mennyezetet és padlót, amelyek kemény aramidszálas lemezekből és edzett szerszámacélból (például Thermasteel, gyártó: Thermasteel Corporation), vagy edzett acélháló. A BAM specifikációk közé tartozik a BAM-1, BAM-1A és BAM-8; mindegyik a szerkezeti védelem növekvő szintjét írja le. A Zagros Construction kifejlesztette falrendszerét, a ThermalBlast -ot, amely a vállalat szerint rendkívül ellenálló a ballisztikus támadásokkal és az erőszakos behatolásokkal szemben. A szabadalmaztatott BAM-8 rendszert használja, amely védő, könnyű golyóálló belső falból (vagy BAM belső mátrixból) áll, részben ballisztikus kevlárból, amely mennyezetbe, padlóba és más ThermaSteel panelekbe is beépíthető. A vállalat ThermalBlast rendszerét ajánlja nagykövetségeknek, kormányoknak és postahivataloknak, katonai létesítményeknek, lőszerraktáraknak és más kritikus létesítményeknek. Az US Bullet-proofing golyóálló acéllemez-sorozatát egyetlen ballisztikus lemezmegoldásként gyártja, amely a vállalat értékelése szerint megfelel az NIJ Armor Level IV-nek.
Az SZB-anyagokat egyes támadórendszerekben is használják, mint például a rakétasilók bélései és a rakétaelhárító hordozón hordott indítócsövek és konténerek, amelyek jó hőkopási és kinetikus ütésállósági jellemzőket igényelnek. Az amerikai V-System Composites cég által kifejlesztett HyperShield rendszer, amely integrált páncéllapokat és fejlett kompozit szerkezeteket használ, olcsó, könnyű golyóálló foglalási megoldás, és NIJ III. Szintű védelmi szinttel rendelkezik a rakétavédelemhez, amely magában foglalja a szállítójárműveket és repülőgépekre vonatkozó ballisztikus követelmények. Egy eltemetett nukleáris robbanófej, mint például az amerikai B-61, szerkezeti páncélos anyagokat is használhat, míg az úgynevezett "szőnyegbombázásban" földi robbantásra szánt nukleáris lőszer, például az amerikai B-53-as bomba szintén páncélzást igényel. a lőszertestből.
A Frontier Performance Polymers a Army Center Natick támogatásával sikeresen kifejlesztette az áttörő polimer technológiát és az innovatív gyártási módszert a könnyű, átlátszó páncélhoz a szem és az arc védelmére. Ez az anyag, amelynek alaptömege 0,16 kg / cm2, ugyanolyan ballisztikus tulajdonságokkal rendelkezik, mint a katonai sisakokban használt aramid / fenolos anyagok, de 10 -szer kevesebbe kerül
Hagyományos anyagok
A védőszerkezetek gyártásában használt hagyományos anyagok, mint például az ötvözetlen acél és a vasbeton, semmiképpen sem a múltbeli anyagok. Különösen a fémötvözetek maradnak az előnyben részesített anyagok bizonyított árnyékolási tulajdonságaik és a meglévő gyártási létesítmények miatt a gyártási és védelmi alkalmazásokhoz. Ezek az úgynevezett „kemény” páncélozott megoldások nemcsak a ballisztikus acélokra és a stratégiai ötvözetekre vonatkoznak, hanem a fejlett, jó ballisztikus tulajdonságokkal rendelkező kompozit anyagokra is. Ez vonatkozik a szálból készült vagy megerősített páncéltípusokra vagy a szorosan szőtt hálóra is. A beton szerkezeti páncélozott anyagként rendelkezik a kívánt jellemzőkkel, és továbbra is széles körben használják, miközben alacsony a gyártási költsége.
Az amerikai tengerészgyalogság LAV 8x8 kiegészítő kompozit páncélos elemeket kap alumíniumötvözet hajótestén egy folyamatban lévő modernizációs program részeként.
Az AMAP-S IBD Deisenroth páncélozott anyaga fontos támogató funkciót tölt be a jármű hőjelzésének csökkentésében
A Marine Corps EFV (Expeditionary Fighting Vehicle) expedíciós harci járműve az első páncélozott harci jármű, amely 2518-787 páncélt használt, alumínium, réz, mangán ötvözetéből. Bár ez az ötvözet kemény és jó ballisztikus tulajdonságokkal rendelkezik, a hagyományos tompahegesztéseknél gyenge ballisztikus. Ez arra kényszerítette a gyártót, hogy az ütésállóság növelése érdekében zárja ki a szerkezetből a tompahegesztéseket és a fő filéhegesztéseket, a lemez és a lemez most mechanikusan van rögzítve. Végül a programmal kapcsolatos sok probléma miatt le kellett zárni ezt az ígéretes projektet.
Az ötvözetek a legkeményebb anyagok közé tartoznak, amelyekből szerkezeti páncélt lehet készíteni. Az ötvözetek két vagy több kémiai elem - fémek (vagy fémes és nem fémes elemek) - kombinációi, amelyek általában "összeolvadnak", vagy az olvadási folyamat során feloldódnak. Az eredmény egy olyan anyag, amely jobb teljesítményt nyújt, mint minden egyes alkatrész külön -külön. A titán és a titánötvözetek gyakori szerkezeti páncél elemek. Használatuk "traumatikus" lemezeket tartalmaz a személyes foglalási rendszerekben, amelyek magas fokú védelmet nyújtanak a test rendkívül sérülékeny területei számára. A berillium-alumínium ötvözet is sok esetben sikeresnek bizonyult. Ennek az ötvözetnek a szilárdsága és merevsége meghaladja a hagyományos titánötvözetekét, ami kisebb szerkezeti súlyt és jobb teljesítményt eredményez. A páncélos acélok szintén stratégiai anyagok, amelyek alkalmasak szerkezeti páncélzatra.
A kereskedelemben számos úgynevezett "szuperötvözetet" vagy "nagy teljesítményű ötvözetet" is gyártottak márkanév alatt. Köztük a nagy szilárdságú Hastelloy ötvözet, amelynek fő összetevője egy átmeneti fém - nikkel; Kovar, kobalt-nikkel ötvözet, amelyet kiváló hőtágulási együtthatója miatt értékeltek; nikkel-réz-vas ötvözet Monel; és Inconel nikkel-króm ötvözet.
A lézeres edzés az egyik olyan feldolgozási folyamat, amely javítja az alapfémek és ötvözetek funkcionális jellemzőit. Vannak más típusú tulajdonságfejlesztések is, beleértve a mikrotömörítést, egy olyan feldolgozási folyamatot, amely fókuszált ionnyaláb -technikát alkalmaz a fejlett anyagok alszerkezetekkel való telítésére a nagyobb szilárdság és tartósság érdekében. Szuperplasztikus formázást is alkalmaznak, amelynek eredményeként rendkívül nagy szakítószilárdságú fém- és kerámiatermékek születnek.
Az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériuma NETL (Nemzeti Energetikai Technológiai Laboratórium) laboratóriuma megbízást kapott a Tank-Automotive and Armaments Command (TACOM) és az ARL Katonai Kutatólaboratóriumtól, hogy készítsenek egy programot az öntött acél páncéllemez kifejlesztésére amerikai katonai járművekhez, beleértve a BRADLEY BMP -t. Rajta a NETL-TACOM-Lanoxide Corp és a DARPA közösen kidolgoztak egy öntött nyílást, és a program mellékhatása a patch páncélzat átvétele volt. Később a program keretében titán páncéllemezt (a Ti-6Al-4V repülési ötvözetet használva) fejlesztettek ki az M-1A1 ABRAMS MBT sraffozási nyíláshoz a TACOM és a General Dynamics fővállalkozója közreműködésével. A közelmúltban a NETL nagy szilárdságú AFV páncélt fejlesztett ki szinterezett titánpor ötvözetek felhasználásával, hogy növelje a végső anyag szilárdságát. A szilícium -beszivárgásból (SiSiC) és szinterezett szilícium -karbidból (SSiC) készült páncélanyagok az észak -amerikai CeramTec termékei, a New CecilTec AG amerikai részlegéből, New Jersey -ből. Ezek az anyagok jó kémiai hőstabilitást és nagy ellenállást mutatnak a tribológiai igénybevételnek (a tribológia egy tudományos tudományág, amely a gép alkatrészeinek és mechanizmusainak súrlódását és kopását tanulmányozza kenőanyagok jelenlétében).
Az ohiói székhelyű AT&F Advanced Metals of Orville egy magántulajdonban lévő vállalat, amely tartós fémek és ötvözetek, köztük titán, cirkónium, nióbium, nikkelötvözetek és duplex rozsdamentes acél gyártásával és feldolgozásával foglalkozik, és ellátja a polgári és védelmi ügyfeleket. Még pontosabb a vállalat Acélmegoldások és Nukleáris részlege. Az SZB -hez anyagokat is gyárt nagy szilárdságú, alacsony ötvözetű acélból, szénacélból, acél alapú ötvözetekből. A társaság nukleáris létesítmények szerkezeti páncélozásával is foglalkozik, beleértve a reaktor belsejét és a nukleáris hulladék tárolását.
Egyéb programok
Más SZB programokat hajtanak végre a bevetett erők teljes spektrumán és a globális katonai műveletek sokaságán. Közvetlen igényeik és kihívásaik közvetlenül kapcsolódnak kommunikációs erőik jelenlegi és jövőbeli védelméhez, mivel ezek az alkalmazási területek magukban foglalják a járművek ballisztikus védelmét, a katonát, mint a rendszer modernizációs munkáját, és hozzájárulnak a katonai infrastruktúra túléléséhez a különböző aszimmetrikus fenyegetésekkel szemben. gyakran találkoznak a regionális békefenntartó műveletekben.
A járművek fejlett páncélzata, a katonai és kormányzati létesítmények, valamint a katonai személyzet helyszínei a frontvonalakon és a hátsó részen csak hasznot húznak a bevetett képességek rendelkezésre állásától. Míg sok alkalmazás a meglévő képességek és rendszerek fejlesztése és korszerűsítése, mint például az új típusú kiegészítő páncélzat a harci járművek számára az IED-k elleni védelem érdekében, mások innovatív és jövő generációs rendszerek.
A német IBD Deisenroth Engineering AG cég gyártja az AMAP High-tech Survivability Enhancement System rendszert. Ez egy sor strukturális páncélmegoldás, amely több gyártási módszert és fejlett anyagokat használ, beleértve a nagy szilárdságú ötvözeteket és kompozitokat. Köztük van az AMAP-IED, amely egyesíti a kerámia páncélzatot és a töredezettségmentes béléstechnikát, és amely moduláris elemként szállítható, és amelynek célja a katonai járművek védelmének növelése. Az IBD új generációs védelmi rendszernek nevezi az AMAP-IED-t, és a 155 mm-es kaliberű tüzérségi lövedékek töredékei, valamint az útszéli aknák és az IED-ek elleni védelemnek minősíti. Az AMAP-T egy átlátszó páncél, amely kerámiaüvegből készült, és amely a vállalat szerint kiváló átláthatósággal és rendkívüli tartóssággal rendelkezik, és megfelel a STANAG 1-4.
A jármű tetővédelmét az AMAP-R és az AMAP-ADS biztosítja, amelyek fegyverre optimalizált anyagok, az előbbi ultra könnyű kompozit anyagokból készült, amelyek alkalmasak a jármű tetőpáncélzatára. A legérdekesebb páncélmegoldás az AMAP-S. A ballisztikus védelemre és az aláíráskezelésre optimalizált, csökkenti a katonai járművek aláírását, amikor felderítő érzékelők szkennelik a látható, infravörös, radar- és akusztikus spektrumban. Ezek az anyagok a meglévő géptestek kiegészítéseként használhatók fel, vagyis új modellekre vagy már használatban lévő gépekre is felszerelhetők.
Kiváló SMART rétegérzékelő szalagminták
Az amerikai ProTech vállalat BAE részlege számos szerkezeti páncélmegoldást kínál, amelyek többféle golyóálló kerítést és páncélozott harci pozíciót foglalnak magukban, beleértve a páncélozott fülkéket és az őrtornyokat, a mobil biztonsági kerítéseket és a járműre szerelt védelmi rendszereket a torony típusú katonák számára. Ennek a vállalatnak a szerkezeti páncélzatára vonatkozó helyhez kötött megoldásokat számos előregyártott páncélozott harci pozíció, az AFPS (páncélozott harci pozíciók) képviselik, amelyek képesek védeni a 9 mm - 12,7 mm kaliberű lövedékek ellen. A ProTech további AFPS -megoldásai közé tartoznak a kerület- és ellenőrzőpontok biztonságára optimalizált szállítható páncélozott szerkezetek, a létfontosságú eszközök védelme, az őrházak biztonsága és a határellenőrzési pontok.
A ProTech moduláris rendszereket is gyárt, amelyek a végfelhasználói előírásoknak megfelelően tervezhetők. Hasonló, az EADS által gyártott szállítható páncélozott konténereken alapuló rendszereket a KMW -vel együttműködésben fejlesztettek ki a Német Szövetségi Védelmi Beszerzési Ügynökséggel kötött szerződés alapján. A TransProtec nevű páncélozott konténerrendszer, amely 18 embert képes befogadni, felszerelésekkel együtt, úgy van optimalizálva, hogy megvédje a szárazföldi erőket az IED támadásoktól, mesterlövész -tüzektől, repeszektől, aknáktól és tömegpusztító fegyverektől, és jelenleg a dán és a német hadsereg szolgálatában áll. ez utóbbi a rendszer neve MuConPers (univerzális konténer emberek szállítására).
A Plasan North America, az izraeli Plasan Sasa részlege szintén szerkezeti páncélos megoldásokat fejlesztett ki az Egyesült Államok Védelmi Minisztériumával kötött több millió dolláros szerződés alapján az új MRAP járművek védelmére. A szerződés értelmében a Plasan a BAE Systems-szel közös gyártási program fővállalkozója, mint alvállalkozó az Oshkosh M-ATV gépek foglalási rendszereinek szállítására, amelyek nagy része Afganisztánban dolgozik az amerikai TACOM parancsnoksággal kötött szerződés alapján hadsereg. A Plasan világelső a kiegészítő páncélrendszerek és robbanásvédelmi rendszerek tervezésében, a katonai és polgári területek taktikai járműveinek védelmében.
A fejlett katonavédelmi rendszerek a szerkezeti védelmi alkalmazások körébe tartoznak, és mechanikus meghajtású harci exoskeletonokat tartalmaznak. Azt ígérik, hogy jelentős hatást gyakorolnak a szárazföldi harci műveletekre, ha az ilyen rendszerek kihasználják teljes potenciáljukat. Az Egyesült Államokban jelenleg számos jelentős DOD és magánszféra technológiafejlesztési program kezdeményezés nyitott. Az egyik ilyen programot az amerikai hadsereg Natick Labs Kutatóközpontja katonák fejlesztésére hajtja végre a Future Warrior Concept szerint, amely teljesen integrált rendszert biztosít a katona számára, amely hat fő alrendszert tartalmaz. Az NSRDEC (MIT ISN - Soldier Nanotechnologies) és a Soldier System Integration Lab (SSIL) is dolgozik ezeken a programokon. Az SSIL végső célja, hogy kifejlessze az SSIL 21. századi harci öltözetét..
A Berkeley Robotika és Humán Mérnöki Laboratórium (BLEEX) kifejlesztett egy önjáró exoskeleton prototípusát, amely két antropomorf hajtású lábból, hajtóműből és egy hátizsák típusú keretből áll, amelyen különböző rakományok találhatók. Az exoskeleton lehetővé teszi, hogy a felhasználó - vagy "pilóta" - rendkívül nehéz terheket szállítson, miközben megkönnyíti a gyaloglást és a lefelé és lefelé futást a normál utazási tartományban a kezelő fizikai erő alkalmazása nélkül.
A Raytheon Sarcos kezdeményezés folyamatban van a Salt Lake City -i Raytheon gyárban. Ambiciózusabb munkát jelent egy katona exoskeleton kifejlesztése, amely Raytheon szerint lényegében hordható robot, amely növeli viselőjének erejét, állóképességét és mobilitását. Az XOS exoskeleton, amely a Sarcos által kifejlesztett eredeti kísérleti rendszerből származik, jelenleg lehetővé teszi a pilóta számára, hogy akár 200 kilós terhet emeljen, és nagy erőfeszítéseket igénylő feladatokat végezzen, mint például a lépcsőzés és a lejtők fáradtság nélkül, de most hidraulikus hajtású. helyhez kötött külső energiaforrás önmagának. Bemutatkozik a Lockheed Martin HULC exoskeleton programja is, amelyet szintén 200 font terhelés szállítására terveztek bármikor és bármilyen terepen, továbbá teljesen hidraulikus, és nem igényel külső áramforrást. A HULC rendszer tartalmaz egy fedélzeti mikroprocesszort, amely az érzékelői interfészekhez van csatlakoztatva, és amely lehetővé teszi, hogy az exoskeleton érzékelje a pilóta szándékát, és ezzel együtt mozogjon. A HULC rendszer rendkívül moduláris, lehetővé téve a fő alkatrészek gyors és hatékony cseréjét a terepen, és energiatakarékos kialakítású, hogy lehetővé tegye az akkumulátor működését a hosszabb feladatok során. Azonban a HULC -t, akárcsak a BLEEX exoskeletonját, inkább a teherhordó rendszerként fogják fel, nem pedig a katona természetes fizikai képességeit helyettesíteni. Jelenleg a japán Cyberdyne of Ibaraki cég HAL -ját (Hybrid Assistive Limb) fejleszti, ez egy átfogó, erőteljes rendszer, amelynek célja, hogy az ember fizikai erejét kétszer -tízszeresére növelje. A "Vasember" megjelenése ellenére a jövőbeni katonai feladatokhoz való alkalmazkodóképessége továbbra is kérdéses.
További intézkedések
Összefoglalva: az SZB fontos feladata nagy vonalakban úgy határozható meg, hogy csökkenti az ellenséges cselekvésekkel, különösen a ballisztikus támadásokkal szembeni sebezhetőség csökkentését, amelyhez sok, ha nem minden hagyományos anyag jelenleg nem nyújt megfelelő szintű csapatvédelmet.
A Combat gyakran kemény leckéket tanít a parancsnokoknak, amelyek korábban nyilvánvalónak tűntek. A harcok egyik legnehezebb tanulsága ma a páncélvédelem elégtelensége a rögtönzött fenyegetésekkel szemben, amelyek magukban foglalják a katonai és polgári célpontok elleni öngyilkos autó -támadásokat, valamint a közlekedési és színházi személyzet elleni IED -támadásokat. A régi szokások, különösen a katonai szokások, különösen keményen halnak meg. De történelmileg ezek a szokások hajlamosak eltűnni a harc nyomása alatt, mint például a francia lovasság az angol íjakkal szemben a százéves háború idején, vagy a szovjet stílusú iraki páncélozott járművek elégtelensége a precízen irányított lőszerek és a fejlettebb MBT-k támadásaival szemben az Öbölben Háború.
A katonai siker és a biztonság stabilitásának kulcsa, hogy gyorsan és megfelelő ellenintézkedésekkel válaszoljon a kihívásokra. Tehát, ha komolyan veszik őket, amikor a csapatok védelméről van szó, és fontos védelmi kérdés a hatalomátalakításnak ebben az átalakuló korszakában, akkor a strukturális védelemnek és az ezt a technológiát alkalmazó SZB -nek védelmi beszerzési és K + F prioritássá kell válnia minden katonai vezető számára. A mai katonai és polgári infrastruktúrát fenyegető aszimmetrikus veszélyek, valamint a regionális harci műveletekben fellépő aszimmetrikus küzdelem globálisan befolyásolja a védelmi politika kidolgozását, valamint a rendszerek tervezését és beszerzését. Ennek így kell lennie a kiszámítható jövőben.
Az ilyen páncélozott katonai rendszereket főként más kiemelt megoldások kiegészítőinek tekintették, és nem a sok és legtöbb harci rendszer szerves részének. De minden változik. A védelmi és páncélrendszerek nagy potenciált képviselnek és fokozzák a 21. századi műveletekben rejlő képességeket. Használatuk kibővül, és számos, ha nem a legtöbb védelmi rendszer szabványává válik minden szinten.
