Iveco MPV koristi najnovija IBD Deisenroth rješenja zaštite, uglavnom temeljena na nanotehnologiji
Pasivni oklop: Posljednja prepreka
Trupovi oklopnih vozila još su izrađeni od čelika, na koji su pričvršćeni dodatni kompleti oklopa. Međutim, što više osnovni dizajn može dati u smislu balističke i eksplozivne zaštite, to će biti veća konačna razina zaštite. Osim toga, čak i uz instaliranje sustava aktivne zaštite koji uništavaju napadačke projektile čak i pri prilazu, rezultirajući visokoenergetski fragmenti mogu nanijeti ozbiljna oštećenja na vozilu, što opet zahtijeva dobru osnovnu zaštitu
Švedska tvrtka SSAB jedan je od renomiranih stručnjaka na području oklopnih materijala, a njezina obitelj oklopnih čelika Armox poznata je u cijelom svijetu. Obitelj uključuje šest različitih vrsta, broj u oznaci vrste čelika označava prosječnu Brinell tvrdoću. Dok tvrdoća izravno utječe na balističku zaštitu, žilavost je potrebna za apsorpciju energije eksplozije - dvije karakteristike koje, zapravo, ne mogu postojati zajedno. Formiranje pogoršava ovaj sukob, budući da su čelici visoke čvrstoće općenito manje formabilni i često imaju problema sa zavarivanjem.
S vremenom su se balističke karakteristike SSAB čelika postupno poboljšavale: 1990. bio je potreban čelik Armox 500T debljine 9 mm da se zaustavi projektil M193 / SS92 koji leti brzinom od 937 m / s, ali deset godina kasnije s Armoxom Legure 600T, samo 6 je bilo potrebno za zaustavljanje mm. Još deset godina i 4,5 mm Armox Advance čini isto, iako broj više ne vrijedi, jer je tvrdoća iznad Brinell ljestvice! S početnih 70,7 kg / m2, SSAB je uspio smanjiti težinu na 47,1 kg / m2 u deset godina, a na 35,3 kg / m2 u sljedećem desetljeću. Prema stručnjacima SSAB -a, ne očekuje se daljnje značajno smanjenje, stvarna brojka za 2020. je 30 kg / m2. Odjel za istraživanje i razvoj tvrtke više radi na poboljšanju žilavosti i oblikovanja postojećeg materijala nego na njegovoj tvrdoći, pogotovo jer je eksplozija danas glavna prijetnja. Njegov Armox 440T 420-480 HB Brinell čelik nazvan je preferiranim energetskim jederom, a njegova žilavost olakšava dobivanje bilo kojeg oblika, poput čvrstog dna. Čak i tvrđi čelik Armox 500T, tvrdoće 480-540 HB, smatra se materijalom za zaštitu od eksplozije.
Kao što je gore spomenuto, glavna karakteristika Armox Advanced -a je tvrdoća, stoga SSAB ovaj čelik smatra de facto keramikom. Stoga tvrtka snažno savjetuje da se ne oblikuje ili zavariva jer se ne smije zagrijavati iznad 100 ° C kako bi se održala tvrdoća. Kako postići slične razine zaštite i težine u budućnosti s više materijala za oblikovanje danas je vrlo težak zadatak.
Među novim oklopnim čelicima, naravno, valja istaknuti Super Bainite, predstavljen u jesen 2011. godine. Novi čelik, koji je razvio britanski DSTL laboratorij za obrambenu znanost i tehnologiju, proizvodi se u Tata Steel UK. Pokazuje mnogo bolje performanse od standardnog oklopnog čelika. Ove karakteristike nisu samo posljedica kemijskog sastava, već i procesa proizvodnje, posebice toplinske obrade hlađenjem zrakom i rastopljenim solima. Konačni proizvod ima dvostruko veće balističke performanse od valjanog homogenog oklopa.
Južnoafrička tvrtka Aardvark Perroc u svojim proizvodima uvelike koristi čelik SSAB Armox 500. To pokazuje da je čak i ovaj čelik visoke tvrdoće sposoban apsorbirati velike količine energije.
SSAB proizvodi složene oblike od svog čelika Armox 440T, koji se često naziva i "energetski jedec". Vrlo je prikladan za strukture izložene IED -ovima. SSAB trenutačno radi na poboljšanju oblikovanja oklopnih čelika.
Korištenje IBD FlexiComp obloge omogućuje proizvodnju volumetrijskih sigurnosnih elemenata, smanjujući broj slabih točaka u cjelokupnom sigurnosnom sustavu
Dijagram karakteristika IBD obloga u funkciji temperature. Učinak visokih temperatura velika je briga pri postavljanju strojeva u vrućoj klimi
U prosincu 2012. Lockheed Martin UK i Sveučilište u Surreyu najavili su novu, jednostavniju metodu za poboljšanje zaštite i preživljavanja oklopnih vozila. Znanstvenici su razvili metodu obrade keramičkih materijala kako bi poboljšali čvrstoću prianjanja keramike od glinice i keramike od silicijevog karbida na kompozitnu podlogu, što značajno povećava čvrstoću oklopa. Pričvršćivanje keramičkih ploča na njihovu podlogu oduvijek je bila Ahilova peta ove tehnologije. Rezultati su pokazali da nova tehnika poboljšava vučne sile. Testovi su pokazali da kada se oklopnim zapaljivim metkom od 14,5 mm ispali oklopna ploča, on ostaje netaknut.
Tehnološki razvoj ostaje temeljna djelatnost tvrtke IBD Deisenroth Engineering, dok su pasivna rješenja trenutno prepuštena tvrtki Rheinmetall Chempro, 51% u vlasništvu Rheinmetall Defense i 49% u obitelji Deisenroth.
Kad je dr. Ulf Deisenroth razvio oklopne tehnologije četvrte generacije za različite vrste materijala, zadatak je bio smanjiti masu uz održavanje razine zaštite, ili obrnuto, povećati razinu zaštite za određenu masu, dok nove tehnologije obećavaju uštedu od preko 40%. Temelje se na najnovijim otkrićima u području pasivne zaštite povezane s nanomaterijalima, koja uključuje nanokristalnu keramiku, nanometrijski čelik i vlakna visoke čvrstoće. U suradnji sa proizvođačima čelika, IBD je razvio dušikove čelice visoke čvrstoće koji su gotovo u rangu sa standardnim keramičkim materijalima. Ove nove vrste čelika mogu se primijeniti na konstrukcijske elemente, dok mogu postići još veće uštede na težini ako se koriste u ranim fazama projektiranja. Što se tiče vlakana visoke čvrstoće, na primjer, IBD C1 HT Liner, ona imaju karakteristike koje su gotovo 20% veće ne samo u usporedbi sa standardnom oblogom, već čak 10% više od ostalih obloga iz IBD-a; pogoršanje njihovih parametara s porastom temperatura također je sporije, što je posebno važno s obzirom na ekstremne temperature na suvremenim bojištima. Osim nanočeličnih čelika i nanokeramike koji se koriste na novorazvijenim strojevima, IBD je razvio i nova rješenja od kompozitnih materijala koja omogućuju proizvodnju elemenata složene zakrivljene geometrije, što omogućuje postizanje 100% pokrivenosti zaštićenog područja gotovo bez balističkih praznina. Ovo se rješenje koristi osobito u proizvodnji donjih elemenata, gdje i najmanji razmak može ugroziti cjelokupnu zaštitu.
IBD je također bio uspješan u razvoju nanokompozitnih laminata koji su toliko značajno povećani na čvrstoći da mogu zamijeniti strukturne dijelove stroja, a istovremeno služe i kao balistička zaštita na visokoj razini. Zbog njihove niske površinske gustoće, ukupna težina ove razine zaštite time je značajno smanjena. Ovi se kompoziti temelje na prethodno spomenutim nanotehnološkim materijalima iz IBD -a. Razvijeni su posebni postupci lijepljenja koji se koriste za izradu nanokompozitnih laminata od strukturnih materijala, poznatih kao IBD FlexiComp, s povećanom strukturnom čvrstoćom i balističkim svojstvima. S 10% manjom gustoćom u odnosu na standardne laminate, elastična svojstva ovih materijala dvostruko su veća. Ova velika čvrstoća omogućuje im da se integriraju u dizajn stroja, dok mu balističke karakteristike omogućuju da se nosi s prijetnjama na visokoj razini, dok FlexiComp materijali imaju dobar potencijal za smanjenje težine. Njihova uporaba može se utjeloviti u dva različita pristupa. Izravni pristup je njihova upotreba za zaštitu od mina i IED -a kao dodatni oklop u lukovima kotača, branicima, kao minske ploče i razmaknuti unutarnji podovi. Prilikom oblikovanja volumetrijskih dijelova mogu zamijeniti druga rješenja, poput sklopova sastavljenih zavarivanjem ili vijcima. Drugi pristup je integracija složenih dijelova kao što su otvori, poklopci motora, krmena vrata i rampe. Oni čine veliki dio ukupne površine vozila, pa će kao rezultat toga apsolutno smanjenje mase biti vrlo značajno. Za STANAG 4569 Razina 4, ovo smanjenje težine iznosi 1500 kg za stroj 8x8 (vidi tablicu). Što se tiče troškova proizvodnje, procesi koje je razvio IBD omogućuju proizvodnju kompozitnih dijelova bez upotrebe autoklava, pružajući značajnu uštedu troškova, posebno za velike komponente, njihov trošak je usporediv s cijenom komponenti proizvedenih primjenom standardnih tehnologija.
Ove komponente trenutno proizvodi tvrtka Rheinmetall Chempro, čiji je zadatak savladati IBD Deisenroth Engineering tehnologije, razviti ih u proizvodni proces kako bi se postigle konkurentne cijene, dalje razvila specijalizirana rješenja i slijedilo ih do procesa kvalifikacije strojeva. Isporuke komponenti izrađenih korištenjem najnovijih naprednih tehnologija započele su početkom 2013., prvenstveno AMPV strojeva iz KMW-Rheinmetall i vozila sa srednjom zaštitom iz Iveca DV-KMW. Više od desetak proizvođača originalne opreme diljem svijeta uskoro će dobiti komponente koje će im omogućiti da uistinu smanje težinu svojih strojeva, čime se povećava korisna nosivost i smanjuju troškovi životnog ciklusa, priopćila je Rheinmetall's Division Division.
Pasivni portfelj tvrtke Rheinmetall Chempro uključuje različite inačice obitelji Amap (Advanced Modular Armor Protection). Ova obitelj koristi najnoviju tehnologiju razvijenu od IBD -a. Amapovi proizvodi obično se kombiniraju kako bi pružili željenu zaštitu od raznih prijetnji. Među raznim neprozirnim proizvodima vidimo balističko rješenje Amap-B, koje pruža zaštitu od streljačkog oružja i streljiva srednjeg kalibra, zaštitu od mina Amap-M, Amap-IED dizajnirano za borbu protiv IED-a, podloge Amap-L koje štite borbeni odjeljak apsorbiranjem sekundarnih gelera, Amap-SC protiv projektila HEAT i na kraju rješenje Amap-X koje štiti od prijetnji tipičnih za urbane uvjete.
Nova tehnologija lijepljenja koju su razvili Lockheed Martin UK i Sveučilište u Surreyu mogla bi značajno poboljšati zaštitu oklopnih vozila kao što je Warrior BMP (gore)
Dodatni SidePro-ATR moduli za MBT Leopard
Valja napomenuti da se unutar Grupe Rheinmetall pasivnom zaštitom bavi još jedna tvrtka, Rheinmetall Ballistic Protection GmbH, koja je novo ime dobila 1. siječnja 2013. godine. Ranije se zvao Rheinmetall Verseidag Ballistic Protection GmbH. U potpunom vlasništvu tvrtke Rheinmetall, ova tvrtka specijalizirana je za projektiranje i proizvodnju armaturnih rješenja za laka vojna vozila koja koriste materijale poput keramike, naprednih metala i specijalnih tkanina.
Iako Ruag Defense u svom portfelju još ima rješenja za dinamičku zaštitu (aktivno-reaktivni oklop), u očima potrošača više ne izgleda kao ultra moderna tvrtka sposobna povećati preživljavanje srednjih i teških vozila. S tim u vezi, švicarska tvrtka usmjerila je pozornost na usavršavanje potpuno pasivnih rješenja koja se mogu nositi s kinetičkim i oblikovanim nabojima. SidePro-ATR sustav nadilazi agresivnost RPG-7, jer može podnijeti oblikovane naboje koji se koriste u simetričnim scenarijima, dok osnovna verzija jamči balističku zaštitu razine 5. SidePro-ATR je prvi put prikazan javnosti 2012. ovaj je sustav skalabilan pa se može koristiti i na oklopnim transporterima i na tenkovima. U svojoj osnovnoj verziji ima debljinu od 400 mm, a masa mu je usporediva s masom reaktivne otopine (to jest otprilike 300 kg / m2). Ovaj je sustav kvalificiran za spremnik Leopard 2A4. Razina balističke zaštite može se značajno povećati do te mjere da će sustav izdržati udar 120 mm produžene jezgre, iako u tom smislu nema podataka.
Skalabilnost SidePro-ATR-a omogućuje mu upotrebu u simetričnim i asimetričnim borbenim scenarijima. Još jedno rješenje za borbu protiv kinetičkog streljiva i IED-a pod oznakom SidePro-KE / IED testirano je na oklopnom izvidničkom vozilu Fennek koje je u službi Njemačke i Nizozemske. Uglavnom na temelju keramike, ovo je rješenje namijenjeno borbi protiv IED -ova prve generacije. Nove bombe uz cestu, koje se koriste u različitim kazalištima, stvaraju tisuće fragmenata velike brzine, pa stoga postoje potrebe za vrlo dobrim karakteristikama više udara. Od tada je Ruag poboljšao KE / IED sustav, odmičući se od keramike i koristeći neraširive višeslojne vrećice. Novo rješenje SidePro-KE / IED, dostupno od 2012. godine, nudi razinu 4 / razinu 5 zaštite od kinetičkog oružja i ima iznimno visoke performanse s više utjecaja. Pod pretpostavkom da je šasija izrađena od balističkog čelika od 7 mm, ploča od 30 mm mogla bi pružiti potpunu potrebnu zaštitu, a sustav KE / IED omogućuje najmanji prirast težine, ovisno o tipu vozila. Ovo rješenje čeka nekoliko proizvođača.
Ruag je finalizirao SidePro KE / IED. Fotomontaža prikazuje elemente sustava koji je dizajniran za suprotstavljanje novim uređajima koji generiraju više fragmenata.
BTR M113, opremljen pasivnim anti-RPG sustavom Iron Wall iz izraelske vojne industrije, kombinirajući pasivni i rešetkasti oklop
Ceradyne i Cellular Materials International razvili su donji štit temeljen na aluminijskom saću CMI MicroTruss koji apsorbira do trećine energije nastale eksplozijom. Ispod je krupni plan materijala MicroTruss.
Primjer smanjenja težine za stroj 8 x 8 sa komponentama izrađenim od IBD FLEXICOMP -a
Težina u kg
Plasan Sasa ostaje jedan od ključnih igrača u industriji pasivnih rezervacija. U ovom području nisu dati nikakvi tehnološki detalji, dok je tvrtka aktivna i u dodatnim rezervacijama i u montažnim zgradama. Drugi pristup je zauzet razvojem Mrapa iz Navistar MaxxPro-a i M-ATV-a iz Oshkosha. "To nam omogućuje povećanje proizvodnje korištenjem radne snage bez vještina zavarivanja, jer se naš pristup u Lego stilu temelji na blokovima koji sadrže sve komponente koje se mogu sastaviti u minimalnom vremenu", rekao je izvor tvrtke. Neki od više od dvjesto inženjera tvrtke rade na novim rješenjima koja bi mogla nastati pojavom novih materijala ili inovativnih geometrijskih rješenja. Sistemski pristup ostaje u središtu ciklusa zaštite.
IMI je nedavno razvio niz pasivnih i reaktivnih rješenja za suzbijanje najnovijih vrsta IED -ova, uključujući različite vrste "udarnih jezgri" EFP -a ili SFF -a (samooblikovana fragmentacija) i najnovije RPG modele. Tvrtka je predložila pasivno rješenje Iron Wall temeljeno na kombinaciji metala i kompozita dopunjeno rešetkastim oklopom. Ovisno o potrebnoj razini zaštite, debljina može varirati između 110 i 150 mm, a težina između 200 i 230 kg / m2. Željezni zid trenutno prolazi kroz vojna ispitivanja s izraelskom vojskom.
IMI također nudi svoj rešetkasti oklop kao samostalni sustav. L -VAS (Laki oklopni sustav lakih vozila - oklopni sustav za laka vozila) dizajniran je za zaštitu vozila poput oklopnih transportera. Kako bi se smanjila težina, sustav se temelji na kompozitnim materijalima i reaktivnim elementima, koji sadrže minimalno energetskih materijala. Time se smanjuju neizravni gubici, a vrsta materijala izbjegava rizik od sekundarne detonacije susjednih elemenata. Prema IMI-u, sustav L-VAS također štiti od oklopnih metaka promjera 14,5 mm i dijelova topništva. Sustav je u Izraelu potpuno kvalificiran za svoj M113 APC i ima specifičnu težinu od približno 200 kg / m2.
U ponudi je i teži sustav lukobrana. Ovaj reaktivni oklop, koji se sastoji od metalnih i kompozitnih elemenata, dizajniran je za borbu protiv tri glavne prijetnje: RPG -ova, SFF -a i EFP -a. IMI je proveo opsežna ispitivanja i trenutačno nastavlja s kvalifikacijama za početak proizvodnje otopine debljine 350 - 400 mm i težine 430 - 450 kg / m2 krajem 2013. godine.
Ceradyne je još jedan veliki igrač u pasivnom bukiranju. Prema Marku Kingu, predsjedniku Ceradynea, čelik ostaje glavni materijal u rezervacijskom poslu, s ciljem poboljšanja performansi i smanjenja troškova. "U Sjedinjenim Državama pokretački faktor uglavnom su troškovi nabave vozila, a ne troškovi njegova vijeka trajanja, a to djeluje protiv nadogradnji", rekao je King na konferenciji AUSA 2012. Dok je u Sjedinjenim Državama naglasak bio na količina, što je europske programere zaštitnih sustava dovelo ispred američkih. Međutim, King je naglasio da Amerika trenutno napreduje, uglavnom se usredotočujući na protueksplozivnu zaštitu podvozja, budući da se balistička zaštita smatra riješenim problemom. Interes američke vojske, ponovno pokazan u rješavanju problema zaštite dna takvih vozila kao što je, na primjer, Humvee (20 milijuna dolara samo za razvoj), King pozitivno ocjenjuje. Ceradyne je jedan od onih koji će se definitivno natjecati za ugovor za svoju modernizaciju. Zahtjev predviđa maksimalnu zaštitu uz značajnu uštedu težine kako bi se smanjio utjecaj na performanse stroja.
Ceradyne je razvio rješenje MicroTruss tvrtke Cellular Materials International Inc (CMI). Ovaj porozni materijal od legure aluminija ima gustoću od 58 kg / m2 u usporedbi s gustoćom od 112 kg / m2 ekvivalentne monolitne otopine metala. Ova se otopina razlikuje po "V" kutu tijela koji je jednak samo 5 °, što je dovoljno da reflektira udarni val i ima masu od 300 kg. MicroTruss jamči apsorpciju do 30% energije eksplozije, što ne samo da ograničava utjecaj na kapsulu posade, već i smanjuje okomito kretanje vozila. Ceradyne je također uvelike uključen u program rezervacija Flyer Gen.2, koji je usmjeren na projekt Snaga specijalnih operacija za GMV 1.1. Kako bi se održala prenosivost unutar helikoptera V-22, CH-47D i CH-53E kada se masa i širina moraju držati unutar određenih granica, tvrtka je razvila komplet koji pruža razinu balističke zaštite B6 (.357 Magnum) za vrata i krov.
Polaris Defense i M9 Defense Armor Technology razvili su hibridni čelični kompozitni strukturalni oklop koji može značajno smanjiti vlastitu težinu Humveea uz održavanje razina zaštite. Prototip na slici desno ima praznu težinu od samo 3400 kg, što je gotovo 50% manje od Humveea sa zaštitom razine 3.(Obratite pažnju na kotače automobila na dnu)
Zaštita se također odnosi na to da se ne ostavi na bojnom polju u slučaju probušenog kotača. Ne pneumatski kotači iz Polaris Defense jamče značajno bolju izdržljivost u usporedbi sa standardnim gumama i mogu izdržati metak od 12,7 mm. Trenutno su dostupni ne samo za automobile, uključujući klasu Hummer, već se sada ti kotači razvijaju i za teže automobile klase Mraps.
Ceradyne također sudjeluje u programu pomorskih prijevoznika osoblja u partnerstvu s Lockheedom Martinom i Patrijom na vozilu Marine Corps zasnovanom na finskoj Patria AMV. Vrijedi napomenuti da je 28. studenog 2012. objavljeno da je 3M Grupa preuzela Ceradyne, što će joj omogućiti više ulaganja u istraživanje i razvoj i inovativna rješenja.
Integracija dizajna i zaštite vrlo je traženo rješenje za laka vozila. Na AUSA 2012, Polaris Defense je pokazao prototip vozila Humvee s novim konceptom koji je razvio u suradnji s M9 Defense. Izazov je smanjiti masu praznog vozila uz održavanje i povećanje razine zaštite. Kako bi to učinili, tim Polaris-M9 uklonio je sav nadzemni oklop kako bi pogledao koncept strukturnog oklopa. Zatim je sve uklonjeno iz automobila, ostalo je samo golo podvozje, a zatim je na njega stavljena lagana hibridna (čelično-kompozitni materijal) konstrukcija. Ovaj konstrukcijski oklop može pružiti zaštitu razine 3 s masom od 70 kg / m2, a s masom od 83 kg / m2, sposoban je izdržati metak 12,7 x 99 mm, iako je skupina Polaris-M9 uvjerena da mogu dosegnuti razinu 3+ (oklopni metak od 12,7 mm). Polaris-M9 rješenje također štiti motor. Dok standardno oklopno vozilo Hummer teži približno 6.350 kg, predloženo rješenje omogućuje smanjenje njegove težine na 3400 kg. Hibridni strukturni oklop koristi neegzotičan materijal, što omogućuje timu Polaris-M9 da govori o cijeni novog rješenja, usporedivom s cijenom trenutnih rješenja. Osim toga, ovaj je materijal oblikovan u složene oblike, što rezultira, između ostalog, bešavnim dnom u obliku slova V. Postizanje željenog oblika postiže se hidrauličkim oblikovanjem - procesom velike brzine koji pomaže u smanjenju troškova. Prema timu Polaris-M9, ova tehnologija može smanjiti težinu za 40 posto.
Demonstracija ne pneumatskih kotača iz Polarisove obrane
Obrambena jednadžba uključuje još jedan pojam koji se izravno odnosi na mobilnost - kotač. Nakon akvizicije Resilient Technologies, Polaris Defense sada nudi ne pneumatske kotače (NPT). Potrošnja kotača jedan je od najvažnijih logističkih problema u turbinskom motoru, a rješenje NPT -a u mnogim će slučajevima to pomoći u rješavanju. Prema zapovjedništvu snaga za posebne operacije u Afganistanu, konvencionalne gume prelaze otprilike 1.300 km, dok NPT kotač probijen metkom od 12.7 mm može prijeći više od 8.000 km i, prema tome, istisnuti rezervne kotače iz opskrbnog lanca, poboljšavajući pritom kvalitetu vožnje. Prototipi NPT -a već su napravljeni za vozila Hummer. Trenutni cilj je set NPT kotača za stroj od 7,7 tona, što je gotovo ukupna težina JLTV varijante opće namjene. Prema riječima predstavnika tvrtke, modeliranje je pokazalo da masa može doseći 18 tona, drugim riječima, kotači mogu izdržati automobil klase Mrap. S povećanjem korisnog tereta tehnologija ostaje ista, a simulacijski programi tvrtke omogućuju vrlo točna predviđanja. Ono što će se promijeniti je materijal koji se mora prilagoditi masi, a koji se tek treba pojaviti u budućnosti.
