Područje zaštitnih materijala je ogromno i brzo raste. Novi materijali proširuju tehnološku osnovu za sustave zaštite osoblja i platforme za oružje. Istodobno se mijenja i poslovna praksa, udaljavajući se od ekskluzivnih dobavljača i drugih tradicionalnih obrazaca zajedničkih industrijama poput obrane i sigurnosti
Industrija pokušava brzo odgovoriti na sve veće potrebe vojnih kupaca, ne samo kako bi "olakšala teret", već i razvila jednako važne karakteristike novih zaštitnih materijala i sustava zaštite oklopa.
To se može potvrditi riječima voditelja odjela za zaštitu tijela u DSM Dyneema, Marca Manika, koji je u jednom od svojih intervjua rekao: "Mi proizvodimo najjača umjetna vlakna, a to su vlakna DYNEEMA".
Stručnjak u industriji kategorizirao je sigurnosna rješenja DSM -a kao "novi val ili generaciju balističke zaštite". Ponude tvrtke, koje naziva "beskompromisnom tehnološkom izvrsnošću", kombiniraju lagane materijale i vrhunske performanse, pružaju udobnost uz ostale značajke kvalitete i pružaju korisnicima "sve što im je potrebno za obavljanje poslova".
Manik je istaknuo HB laminat na bazi vlakana DYNEEMA kao jedan od tehnoloških iskoraka u sustavima balističke zaštite. Doista, "DYNEEMA HB vlakno nije samo 15 puta jače od čelika, već ima niz svojstava koja su zaista tražena, na što posebno obraćamo pažnju", naglasio je, a na pitanje što kupci na ovom području prvenstveno žele, odgovorio da "žele sve lakše opcije za svoju opremu".
Sherrill Ingstad, voditelj napredne keramike u ZM -u slaže se s njim: “Vidimo veliku potražnju u SAD -u i drugim zemljama za lakim sustavima zaštite, i tu su naši napori koncentrirani danas. Nastojimo fino prilagoditi svaki aspekt našeg rada-od tehnologije zaštićenih materijala i istraživanja i razvoja do usklađivanja radne snage i usavršavanja proizvodnog procesa-kako bismo osigurali lagane sustave koji smanjuju teret za vojsku, a istovremeno osiguravaju potrebnu razinu zaštite."
Kao glasnogovornik Ceradynea (dio ZM -a), Ingstad je najavio da je do danas američkoj vojsci isporučeno više od dva milijuna uložaka od pancira i više od 100.000 poboljšanih borbenih kaciga (ESN).
Unatoč relativno maloj masi, ESN "pruža višu razinu zaštite od metaka i fragmentacije od bilo koje druge borbene kacige u povijesti", rekao je Ingstad. "U usporedbi s drugim kacigama iste težine u uporabi, ESN povećava razinu zaštite od metaka i fragmentacije za više od 35%."
Prve ECH kacige ušle su u službu američke vojske 2014. godine.
Ceradyneov portfelj osobne zaštitne opreme također uključuje lagani, poboljšani zaštitni umetak za malokalibarsko oružje ESAPI (poboljšani zaštitni umetak za malo oružje) za zaštitu trupa od vatre iz malokalibarskog oružja. Ulošci su dostupni u različitim veličinama i uklapaju se u posebne unutarnje dijelove oklopa za vojno osoblje oba spola. "Isporučujemo neprobojne prsluke Ministarstvu obrambene logističke potpore, koje zatim obrađuje narudžbe za svaku pojedinačnu jedinicu", rekao je glasnogovornik Ceradynea.
Tvrtka isporučuje moderne ESAPI zaštitne umetke različite težine. Trenutni ugovor američkog Ministarstva obrane predviđa isporuku ultra malih, malih i srednjih umetaka, čija se masa kreće od manje od 2 kg do gotovo 2,5 kg. Ceradyne također nudi velike i iznimno velike umetke za pancire, koji su nešto teži.
Ceradyne je u lipnju prošle godine počeo isporučivati umetke mjesec dana prije predviđenog roka. U skladu s tim, tvrtka mora dovršiti isporuke za ovu narudžbu krajem 2017. godine.
Zaštita vozila i njihove posade
Predstavnik tvrtke RUAG Defense dao je svoju ocjenu problema i zadataka na području zaštitnih materijala za vozila, koji se, zapravo, svode na pronalaženje kompromisa između ekonomske isplativosti i maksimalno mogućeg smanjenja težine (off-road cross- sposobnost zemlje, zračni prijevoz itd.), a također i rješenja koja osiguravaju zaštitu posade i samih vozila od mnoštva prijetnji, dinamičnijih i smrtonosnijih. RUAG Defense je također komentirao: “Očigledno, posebne potrebe razlikuju se od scenarija do scenarija, ali uvijek pokušavate pronaći savršenu ravnotežu između razina zaštite i mobilnosti. Oni koji govore o nestabilnosti prijetnji su u pravu, ali mi stalno istražujemo nove ideje na području materijala i dizajnerskih rješenja."
Nadalje, predstavnik RUAG -a primijetio je brisanje granica između scenarija suvremenih prijetnji i izazova koje ti scenariji predstavljaju za dobavljače materijala i sigurnosne sustave. “Scenariji prijetnji sada nisu tako jasni kao prije. Razlika između simetričnih i asimetričnih vojnih operacija zamagljuje se pred našim očima, sada su nam potrebna hibridna rješenja koja mogu pokriti mnogo širi raspon prijetnji."
RUAG nastoji odgovoriti na aktualne globalne izazove i razvija komplete zaštite za najrazličitija vozila, od lakih oklopnih vozila 4x4 do glavnih borbenih tenkova poput LEOPARD 2, pa se u tom smislu portfelj tvrtke u ovom sektoru stalno širi.
Zatim je predstavnik švicarske tvrtke nastavio: „Za njemački BMP PUMA isporučujemo zaštitu od mina zajedno s ostalim zaštitnim komponentama. RUAG je preuzeo razvoj sveobuhvatne zaštite od mina, zaštite od IED-ova (improviziranih eksplozivnih naprava) i oklopnih projektila za austrijska i belgijska oklopna vozila PANDUR I. Proizvodnja i isporuka naših balističkih kompleta Roof PRO za proizvođača glave su u punom jeku.."
Potpredsjednica obrane Alcoa Margaret Cosentino primijetila je još jedan paralelan i pomalo konkurentan trend u zaštiti vozila. Prema njezinim riječima, ranije se velika pažnja posvećivala dodatnom oklopljavanju vozila koja su sudjelovala u operacijama u Iraku i Afganistanu, a sada dolazi do povratka na brzinu, upravljivost i okretnost kao funkcije povećanja borbene opstojnosti. “Na primjer, u posebnim operacijama, ultralaka vozila raspoređuju se za borbene skupine. Alcoa surađuje sa znanstvenom zajednicom američke vojske kroz svoj novi program Mobile Protected Firepower program kako bi prikupila što je moguće više informacija o inovativnim materijalima i odabrala tehnologiju za siguran visoko precizni sustav izravne vatre.”
Proizvodi tvrtke Alcoa Defense produljuju životni ciklus vojnih vozila, s portfeljem proizvoda i za postojeća i za nova vozila. Doista, višekomponentni proizvodi tvrtke Alcoa, uključujući one proizvedene ekstruzijom, štancanjem, lijevanjem i cijeli niz valjanih proizvoda, nalaze se na taktičkim vozilima na kotačima i kopnenim borbenim vozilima, u rasponu od aluminijskog oklopa na džipovima HMWWV (kao reakcija na IED -ove) i teški terenski kamioni. HEMTT, a završavaju aluminijskim komponentama za nove platforme, poput oklopnih automobila JLTV.
“Prvo, Alcoa Defense u svojim aktivnostima koristi vrlo širok raspon materijala, jer je naše poslovanje podjednako podijeljeno između proizvoda od aluminija, titana i nikla, što nam omogućuje suradnju s vojskom i glavnim proizvođačima gotovih proizvoda kako bismo dobili pravi materijal, legure i toplinska obrada kako bi zadovoljili zahtjeve za posebne zadatke, - objasnio je Cosentino. “Drugo, usredotočeni smo na potpunu vertikalnu integraciju, od materijala do oblika proizvoda, do strojne obrade i konačne montaže. Poboljšanje učinkovitosti Alcoe pomaže našim klijentima da postanu učinkovitiji i konkurentniji.”
Drugi dobavljač obrambenih sustava za vojna vozila je QinetiQ North America (QNA). LAST Armor Spall Liner košuljice protiv rascjepa ugrađene su u različita vozila američke proizvodnje MRAP, a sjedala BlastRide koja apsorbiraju energiju ugrađena su u BMP-ove i oklopne transportere u različitim zemljama. Jeff Riu, voditelj sustava preživljavanja u tvrtki komentirao je: „Osim toga, naša rješenja za zaštitu pasivnih RPG-a Q-NET instalirana su na više od 13.000 vozila diljem svijeta, na primjer, pružaju zaštitu strojevima kao što su MAXXPRO, PL-ATU, HEMMT i STRYKER, kao i platforme iz drugih zemalja. Sustav zaštite Q-NET ima potencijal za instaliranje na neke varijante oklopnog vozila JLTV američke vojske i mornarice."
QNA također razvija osobnu zaštitnu opremu za avione i helikoptere, a Riu također dijeli neke od tajnih recepata umaka svoje tvrtke, koji će u potpunosti zadovoljiti potrebe svojih kupaca u pogledu cijene, težine i karakteristika konačnog proizvoda kako bi pružiti im najbolje moguće rješenje. “To smo postigli radeći s raznim vrhunskim materijalima, uključujući valjani oklopni čelik, različite vrste keramike i najnovija visokokvalitetna balistička vlakna. Neumorno radimo i na razvoju inovativnih novih rješenja, poput naših sjedala koja apsorbiraju energiju i naše BlastPro tehnologije slabljenja blasta.”
Suradnja i partnerstvo
Jedna od vrućih tema u raspravi među poslovima o sigurnosnim materijalima tiče se ugovora s više dobavljača i drugih partnera (u nekim slučajevima i stotinama organizacija), uz ekskluzivne ugovore o partnerstvu koji su uobičajeni u drugim segmentima obrambenog tržišta.
Koristeći primjer svoje tvrtke, Marko Manik govorio je o želji DSM -a da inovira i optimizira nove tehnologije u svojoj partnerskoj mreži te o unutarnjim ulaganjima u istraživanje i razvoj.
DSM preferira partnere u obrambenom i srodnom sigurnosnom sektoru, a neki od tih partnera imaju jači odnos s DSM -om zbog svoje sposobnosti inoviranja. “Ako imamo partnera koji ima sposobnost inoviranja brže od bilo koga drugog, onda ima prednost, jer osim naših proizvoda postoje i krajnji proizvodi. Zato moramo surađivati s partnerima koji su u određenoj mjeri dosljedni našoj brzini inovacija”, rekao je Manik.
Najnoviji poslovni partner tvrtke DSM Dyneema je First Armor, podružnica KADDB Investment Group. U lipnju 2016. First Armor je otkrio laganu podstavljenu ploču koja se nosi u kombinaciji sa zaštitnim prslukom. Novi brod First Armor izrađen je od Dyneeme HB212. Ovaj kompozitni laminat na bazi UHMWPE izvrstan je za lagane, izdržljive obrambene sustave stvorene pomoću tehnologije DYNEEMA Force Multiplier.
First Armor uskoro će ponuditi nekoliko vrsta sustava za zaštitu tijela temeljenih na raznim materijalima visokih performansi koje je razvila DYNEEMA.
Početkom prošle godine, drugi partner DSM -a, Point Blank Enterprises, predstavio je svoj sustav zaštite tijela ALPHA ELITE Black, proširujući liniju proizvoda ALPHA ELITE. "Najnoviji ALPHA ELITE Black, model zaštite malog oružja, poboljšanje je prethodnog proizvoda jer smanjuje težinu za 17% s istom razinom zaštite", navodi se u priopćenju tvrtke. Oklop za tijelo ALPHA ELITE Black koristi novu generaciju DYNEEMA Force Multiplier tehnologije iz DSM -a.
RUAG također ne zaobilazi nijednu organizaciju na ovom području, težeći obostrano korisnoj suradnji. Glasnogovornik RUAG -a objasnio je da tvrtka “redovito pregledava tržište za nove dizajne i materijale; Ponosimo se kvalitetom naših ispitivanja i testova koje provodimo kako bismo točno odredili zaštitna svojstva materijala. To omogućuje tvrtki RUAG da prilagodi rješenja zaštite svakom vozilu i prijetnji uz optimalnu težinu i cijenu.”
Gospodin Riu iz QNA -e komentirao je: „Razvili smo čvrste odnose s nekim od vodećih proizvođača napredne keramike, balističkih materijala i kompozitnih vlakana. Utjecaj ovih veza omogućuje nam projektiranje i isporuku proizvoda koji nadmašuju naše konkurente.”
DuPont je još jedan dobavljač koji je uspostavio "snažnu poziciju" u opskrbi materijalom za različite primjene. Na primjer, tehnologija sintetičkih vlakana Kevlar pronalazi širok raspon primjena - razne oklope, umetke, kacige, zaštitu udova i oklop vozila. Svi ti proizvodi povećavaju razinu preživljavanja osoblja, dok potrošači dobivaju zaštitni materijal različitih stupnjeva "mekoće" ili "tvrdoće" (uobičajeni izrazi u ovom sektoru). "Meka zaštita odnosi se na prsluke i druge dijelove opreme, koji su često izrađeni od tkanina i drugih fleksibilnih struktura kako bi se poboljšalo prianjanje, udobnost i mobilnost korisnika", objasnio je Joseph Hovanek, glavni tehnolog u DuPont Protection Solutions. "Tvrda zaštita odnosi se na čvršće kompozitne strukture, kao što su umetci, kacige i komponente za zaštitu vozila, za koje DuPont osim kevlara nudi i polietilenske ploče od tensilona."
Hovanek je govorio o jednom aspektu DuPontovog poslovnog modela, ističući kako tvrtka opskrbljuje vlaknima, tkaninama i drugim strukturama od Kevlara do vodećih proizvođača prsluka, kaciga i oklopnih vozila koji koriste te materijale u dizajnu i proizvodnji svojih proizvoda. Stručnjak za industriju dodao je: "Usredotočeni smo na razvoj lokaliziranih rješenja, s vodećim proizvođačima koji rade s četiri naša velika tehnička centra u različitim zemljama."
Uz QNA i druge ranije spomenute tvrtke koje opskrbljuju proizvode raznim krajnjim korisnicima, postoji još jedna tvrtka koja je aktivna u nekoliko povezanih područja. Combat Clothing Australia (CCA) Protect globalni je dobavljač obrane i sigurnosti s bogatim iskustvom u projektiranju i proizvodnji balističke zaštite za ljude, kopnene platforme i zrakoplovstvo. Komercijalni direktor tvrtke Lee O'Shea napomenuo je da je "CCA Protect aktivan na tržištima Australije, Sjedinjenih Država, Hong Konga, Malezije, Singapura, Ujedinjenih Arapskih Emirata, Novog Zelanda i Papue Nove Gvineje."
Konkretno, CCA Protect isporučuje tvrde i meke sustave zaštite karoserije do razine IV, kao i oklop vozila koji može izdržati protutenkovske granate. O'Shea je nastavio: „Napredna oklopna rješenja CCA Protecta odabrana su radi pružanja balističke zaštite helikopterima australskih oružanih snaga UH-60 BLACKHAWK i CH-47 CHINOOK. Proizvodni pogon CCA Protect omogućuje proizvodnju velikih pojedinačnih oklopnih panela, što ih čini idealnim za australski projekt Land 400 Phase 2.” U sklopu ovog projekta Australija će ažurirati i modernizirati svoju flotu borbenih izviđačkih vozila.
Kako bi zadovoljio zahtjeve svojih inozemnih kupaca, CCA Protect provodi temeljitu analizu rješenja kako bi se postigla ravnoteža između cijene, mobilnosti, zaštite i težine. O'Shea je zaključio riječima: „Borbeni prostor koji se brzo mijenja stalno pokreće inovacije u industriji balističke obrane. Najsuvremenija proizvodna postrojenja i iskusni inženjeri tvrtke CCA Protect omogućuju rješavanje ovih složenih izazova. Kombinacija naprednih kompozita i jedinstvenih tehnika lijepljenja stvara ultra lagane, izdržljive i tanke zaštitne materijale.”
Švicarska tvrtka Garant razvija moderna rješenja balističke zaštite FirmLiner i FlexLiner za različite vrste primjena. Uz korištenje najnovijih materijala koji su rezultat intenzivnih istraživačko-razvojnih aktivnosti, Garant također ima bogato iskustvo stečeno dugoročnim programima u suradnji s dobavljačima materijala i krajnjim korisnicima. Popularni i široko korišteni materijali uključuju para-aramid, polietilen, polipropilen i stakloplastiku.
Prozirna spinel keramika za pomorsku primjenu
Prozirni spinel (MgAl2O4) trenutno je preferirani materijal za upotrebu u raznim pomorskim i drugim obrambenim aplikacijama. To je kristalni materijal s kubičnom rešetkom, koji se sve više koristi za zaštitu različitih brodskih sustava, uključujući senzore, obrambene i "pametne" materijale i oružje.
Osim velike čvrstoće, spinel keramika ima izvrsnu propusnost od ultraljubičastih zraka (0,2 μm) do srednje infracrvene (5 μm). Za optronske jarbole nuklearnih podmornica klase VIRGINIA američke mornarice koristi se staklo s jednim spinelom, što povećava preživljavanje i značajno smanjuje troškove održavanja i životnog ciklusa. Ranije su silikonsko staklo i kristalni germanij ugrađeni na jarbol optokaplera L-3 KEO za prijenos vidljive svjetlosti i zraka u srednjem infracrvenom području spektra. Oba ova materijala, međutim, pokazala su se nedovoljno čvrstima i sklonima oštećenjima, unatoč činjenici da im je debljina 3, 8 cm. Problem je bio kako izraditi prozor od debele spinele. Prema istraživanjima, spinel keramika debljine 3,8 cm, čiji se proces proizvodnje temelji na vrućem prešanju, ima vrlo dobra optička svojstva.
Most američkog razarača klase ZUMWALT (DDG 1000) također je opremljen velikim prozorima velike čvrstoće koji propuštaju vidljivo svjetlo i infracrvene valove valne duljine 5 mikrona i koji moraju izdržati udarce valova do 0,56 kg / cm2. Kako se postupak vrućeg prešanja skalira do velikih dimenzija, prozor mosta može biti izrađen od jednog velikog komada spinela. Nasuprot tome, može se proizvesti difuzijom rubova spajanjem dva ili više malih prozora u jedan. Odsjek za primijenjenu optiku američkog istraživačkog laboratorija mornarice (NRL) pokazao je izvedivost oba ova pristupa.
Laboratorij je primijetio da je tradicionalnom metodom rasta na visokim temperaturama iz taline (> 2000 ° C) iz monokristalne spinele teško napraviti lim dimenzija više od nekoliko milimetara. U procesu rješavanja ovog problema, NRL je utvrdio da je loša kvaliteta komercijalne spinel keramike posljedica neravnomjernog miješanja aditiva za sinteriranje (litijev fluorid) sa spinelnim prahom, što dovodi do poroznosti i zarobljavanja (ostaci u konačnom proizvodu) ovog aditiva za sinteriranje. Znanstvenici iz NRL-a razvili su patentirani postupak za jednoliko premazivanje svake čestice spinelnog praha sinterovanjem, što omogućuje uklanjanje aditiva tijekom procesa vrućeg prešanja na temperaturi od oko 1600 ° C. Prema NRL -u, to omogućuje proizvodnju potpuno zbijene, jednolično prozirne spinel keramike s visokim optičkim svojstvima, dok je proces skalabilan i omogućuje proizvodnju velikih prozora.
Dizajnirano za teška okruženja
Prozirna spinel keramika koristi se i u drugim obrambenim aplikacijama. Među njima su laseri velike snage koji se razvijaju za oružje usmjerene energije. S optičkog gledišta, jedno od najproblematičnijih mjesta je izlazna leća (prozor), budući da staklo za takve sustave nema dovoljno dobra toplinska, optička i mehanička svojstva. Razlog je to što stakleni prozori imaju vrlo nisku toplinsku vodljivost što dovodi do toplinskog šoka. Mala čvrstoća stakla također otežava uporabu u agresivnom okruženju, tvrde znanstvenici NRL -a. S druge strane, vrhunska čvrstoća spinela omogućuje mu upotrebu u teškim okruženjima, a velika čvrstoća omogućuje tanje prozore, što smanjuje težinu. NRL je razvio ultračistu tehnologiju spinel praha koja se koristi za izradu spinel keramike s rekordno niskim gubitkom apsorpcije od 6 ppm (dijelova na milijun) / cm na valnoj duljini od 1,06 μm.
Spinel keramika visoke optičke kakvoće također se koristi za izradu izdržljivih toplinski prozirnih vrata za infracrvene projektile. Prema otvorenim izvorima, postojeći materijali, poput kristalnog silicija, krhki su i ne omogućuju prijenos vidljive svjetlosti. Drugi materijal, safir (a-Al2O3) ima ograničen prijenos na valnoj duljini od 5 µm. Safir je izuzetno otporan na mehanička oštećenja, budući da ima izuzetnu tvrdoću (9 na Mohsovoj ljestvici); to je najtvrđi materijal nakon dijamanta i silicijevog karbida (a-SiC). No spinel savršeno propušta vidljivu svjetlost i ima bolju propusnost u odnosu na safir na duljini od 5 mikrona. U nastojanju da pokažu praktičnu primjenu spinela, znanstvenici s NRL-a promijenili su postupak vrućeg prešanja i uspješno izradili oplate od ovog materijala.
Dostupnost spinel keramike s visokim optičkim svojstvima omogućit će i proizvodnju lakih štitnika i zaštitnih naočala za osobnu zaštitu od IED -a, kao i konformnih prozora za nadzorne sustave. Istraživanja 2013. pokazala su da je spinel od magnezijevog glinice odličan kandidat za vanjske otvrdnute prozirne slojeve oklopa. Istraživači koji su sustavno istraživali fragmentaciju tri vrste spinel keramike pokazali su da je način fragmentacije jedan od ključnih parametara koji utječu na balističku otpornost keramike.
