Съвременните AFV, като M1117 ASV на снимката, обикновено са защитени от основна структурна броня от стомана и алуминий плюс допълнителни защитни компоненти, изработени от различни сплави, керамика, композити или комбинация от тях.
За Съединените щати и техните стратегически партньори необходимостта от подобряване на отбранителните и броневи способности за изпълнение на настоящите и очакваните тактически ангажименти е ясна. Ръководената от САЩ многонационална мисия в Афганистан, която все още се стреми към своето логично приключване, ще се възползва от уроците, извлечени в Ирак по отношение на мисиите и изискванията за защита на своите войски и разработване на стратегии за нови инициативи за развитие на отбранителни системи
Системата за отбрана и резервиране (SPB) (друг термин за структурна отбрана) е стратегически инструмент, тъй като има забележим ефект върху критични системи и ресурси, а също така има пряко въздействие върху изтребителя. Това се отнася главно за асиметрични оперативни среди, в които заплахите за фиксираните позиции и сигурността на периметъра, както и демонтираните войски и патрулните превозни средства са особено остри. Въпреки че тези ангажименти се развиват бързо, наличието на електронни системи за предупреждение, съчетано с ефективни защитни решения, често може да даде на армията решаващо предимство, което им позволява да оцелеят, да контраатакуват и да доминират. Обратното, липсата на подходяща или ефективна инфраструктура за защита на техните сили може да остави и комбатантите, и некомбатантите уязвими за тактиката на засада и това е един от ключовите, макар и отрезвяващи уроци от съвременните операции в регионалните театри на войната.
Ключови аспекти
Структурната броня се отнася до онези видове стратегически материали, които са устойчиви на балистични атаки и които могат да бъдат интегрирани в стационарни, транспортируеми или мобилни транспортни системи и лични решения за балистична защита. Традиционни материали като стомана и алуминий или стоманобетон, както и усъвършенствани материали като наноматериали и керамични композити, могат да се използват при производството на SZB. Някои примери за приложения на структурна броня включват производството на постоянни и временни конструкции като наблюдателни кули, микробуси за войски или охранителни системи, системи за защита на превозни средства и лична защита на бойци. Последните могат да включват носими щитове или системи за защита на контролно -пропускателни пунктове и транспортируеми бронирани бойни позиции.
Три опита за създаване на концепция за екзоскелет: проекти BLEEX, Raytheon SARCOS и Lockheed Martin HULC
Следователно системите за защита и резервиране (SPB) могат да бъдат от голяма помощ за увеличаване на тактическата и стратегическата оцеляване в бойни и други високорискови среди. Те са ключов фактор в програмите за защита на техните сили. Те също са основа за противодействие на много видове асиметрични атаки, като крайпътни мини и RPG по време на мисии в градска среда и операции срещу бунтовниците. Тъй като те могат да бъдат създадени от леки композити и други усъвършенствани и екзотични материали, те могат да бъдат полезни и в областта на управлението на подписи за защитени инфраструктури, като например покриване на превозни средства с повече маскиращи материали от наземни радари. Всъщност можем да кажем, че приложенията на SZB са много разнообразни - както и материалите, от които могат да бъдат направени.
Някои от материалите, от които се образуват SZB, могат да бъдат класифицирани като екзотични и нови материали, тоест такива, които имат нови свойства в допълнение към възможностите на традиционните материали. Например, наноматериали, включително нанотръби и нановлакна, както и усъвършенствани композитни материали, могат да подобрят производителността на бронята. Структури в предполагаеми небоеви райони, които преди се смятаха за ниско защитени за бойни атаки, сега са включени в плановете за изпълнение на SZB. Законът за разрешение за национална отбрана от 2012 г. например предвижда повишени стандарти за сигурност при проекти за военно строителство във военното строителство, създаване и модернизиране на съществуваща инфраструктура в САЩ и страните от НАТО. В строителството в частния сектор изискванията на SOC за нови строителни проекти и обновяване на съществуващи сгради също се увеличават поради съображения за безопасност, ергономичност и околна среда, тъй като защитата на конструкцията също има способността да намалява шума и да повишава топлоизолацията. Изискванията за защита на бойците обаче остават една от най -големите грижи за военните планиращи.
Инженерният корпус на САЩ (USACE) отговаря за правителствените програми на САЩ за изграждане на военна, гражданска и национална инфраструктура за сигурност както в световен мащаб, така и в страната. Може би най -известният проект, построен от USACE, Пентагонът, напомня за важността на програмите за ШИС и тяхното значение за текущите операции и мисиите за национална сигурност и защита на войските. Строителството е завършено през 1941 г., с малко количество метал, използван поради недостиг на стратегически суровини по време на война, Пентагонът е построен почти изцяло от стоманобетон. В заключението на изследването на Американското дружество на строителните инженери за състоянието на сградата веднага след 11 септември беше казано, че елементи от първоначалния дизайн и конструкцията на Пентагона допринесоха за неговата устойчивост по време на атаката на реактивния лайнер, те ограничено физическо унищожение и загуба на живот. Проектните характеристики на целостта, излишъка и усвояването на енергия бяха подчертани в доклада на групата. В него се казва, че такива елементи „в бъдеще трябва да бъдат включени в проектите на сгради и други конструкции, в които устойчивостта към прогресивно разрушаване се счита за много важна“.
Подобни, ако не и идентични, свойства и изисквания се прилагат за фиксирани и мобилни държавни структури у нас и в чужбина, големи и малки, и трябва да включват подобрения в сигурността, като устойчивост на балистични атаки като вградени структурни елементи за защита срещу реално очаквани заплахи. Следователно SZB са от ключово значение в целия диапазон от военни и граждански усилия и вероятно ще станат обичайни в бъдеще.
Основни правила за създаване на защита
Монолитни системи
Колкото по -силна, толкова по -добра, "адекватна" сила ще унищожи снаряда
Колкото по -здрава, толкова по -добра, "адекватна" издръжливост е устойчива на напукване
Колкото по -дебел, толкова по -добре
Колкото по -трудно, толкова по -добре
Една дебела плоча е по -добра от две тънки пластови плочи
Колкото по -голям е наклонът (ъгълът на срещата), толкова по -добре
Многоматериални системи (хибридни)
По -твърдото не винаги е по -добро, но обикновено присъства твърд фурнир
Жилавото не винаги е по -добро, но обикновено има здрава основа
Дебелината не винаги е по -добра
По -трудното не винаги е по -добро
Две тънки плочи могат да бъдат по -добри от една дебела
Повече наклон не винаги е по -добър
Адаптивни ползи
Традиционните бронирани материали показват ограничения пред новите предизвикателства за сигурността, докато модерните материали, включително композити и наноматериали, демонстрират значителни предимства пред по -старите системи, увеличавайки оцеляването на войника дори при екстремни условия.
Недостатъците на съществуващите отбранителни системи може би са може би едно от наследствата на Студената война. Военните доктрини от онова време не се фокусираха върху военни операции в застроени райони (английски термин MOBA - Mobility Operations For Built -up Areas) или военни операции в градски условия (английски термин MOUT - Военни операции в градски терен). По същия начин доктрините, възникнали след войната в Персийския залив, се основават на внедряващи се високотехнологични, високо прецизни възможности в сценарии на шок и страхопочитание с ограничена времева рамка. Това, разбира се, не се случи в Ирак, където високотехнологичните офанзивни системи и тактики бяха от първостепенно значение в ранните етапи на конфликта и необходимостта от поддържане на оперативните темпове за дълъг период от време стана критична.
SZB осигуряват предимства на силите, участващи в дългосрочни операции на театрално или регионално ниво, включително тези, които се случват в контекста на кампаниите на MOUT. Много от тези ползи, например, при защита на оръжия и ценни предмети при наличие на висок риск, са очевидни, някои други са по -малко очевидни. Те могат да включват екологични и ергономични въпроси за безопасността и втвърдяването, запечатването и защитата на бойната електроника и друга критична информационна инфраструктура от потенциално вредни асиметрични въздействия. Въпреки това SZB като съвкупност от технологии също ще има по -широк смисъл от дори тези, които преминават през цялата област на отбранителните технологии. Това се дължи на факта, че структурната броня е общ технологичен сектор за всички военни отрасли, който засяга други приложения за отбрана и категории военна техника, задачи и приложения за национална сигурност.
Горното може да бъде разширено. SZB трябва да бъде включен в изискванията за защита на ядрени и стратегически съоръжения (поради неговата годност за стационарни, полу- и напълно мобилни системи при всякакви бойни условия), военния и цивилния сектор в незастроени застроени зони (защото сградите ще се възползват от мерките за сигурност и новите строителни методи, които повишават устойчивостта на тероризъм и природни бедствия като урагани и земетресения), модернизация и инициативи за трансформиране на войски, борба с електрониката и обработката на данни (поради способността й да подобрява защитата на електронната инфраструктура) и бойни превозни средства (поради способността им да създават надеждна балистична защита за мобилен персонал).
Структура на типичен сандвич панел с прозрачна броня
Стъклената конструкция, използвана от повечето производители на бронирано стъкло: първо стъкло като външен слой, няколко слоя стъкло и поливинилбутирал в средата, след това полиуретан и накрая поликарбонат. Предимството на този метод се състои в способността на поликарбоната да се разширява и "улавя" отломките, образувани от по -твърдите стъклени повърхности. Това разширение е възможно над два инча.
NWB също са в съответствие с инициативите за бюджетна реформа. Това е така, защото някои приложения в тази технологична област позволяват модернизиране и обновяване на съществуващи съоръжения и системи на ниска цена и създаване на изцяло нова инфраструктура, което от своя страна дава възможност за ползите от стабилен бюджет за други компоненти на цялостните програми за модернизация и инициативи. Например в бюджета на Министерството на отбраната на САЩ за 2010 г. бяха отпуснати 1,4 милиарда долара за програми за военно развитие, 15,2 милиарда долара за инициативи за защита на войските (най -голямата единична заявка след разходите за военно разузнаване) и 1,5 милиарда долара за борба с IED (импровизирани взривни устройства). SPB могат да подобрят ефективността на разходите в тези сектори на отбраната. Следователно това е технология с потенциално големи плащания за разработване на програми за национална и международна сигурност и борба с тероризма, като посолства и други дългосрочни инженерни проекти, за защита на ВИП и защита на персонала, участващ в критични ситуации.
Други предимства на приемането на SZB и интегрирането им в разработването на военни програми включват факта, че самите материали и усъвършенстваните методи за тяхното производство и последваща обработка и усъвършенстване споделят обща основна платформа за развитие в областта на екзотичните и модерните материали, включително наноматериали. Те могат да бъдат вградени в SZB, за да осигурят допълнителни възможности, като например вградена сензорна матрица и биометрични данни, които сами стават част от самата система за защита. В ход са редица глобални инициативи за разработване на структурна защита, производство и проектиране и използване на SSS, които използват своя уникален набор от характеристики за използване в различни приложения.
Пиезоелектрични компоненти от Ceramtec
В Съединените щати материали за SZB и свързаните с тях процеси се разработват в центровете и службите на Министерството на отбраната и индустрията на частния сектор. Сред най -важните центрове на текущите научноизследователски и развойни дейности заслужава да се отбележи военната изследователска лаборатория на ARL, чийто отдел за изследване на оръжия и материали се занимава с инициативи за защита в програми за обещаващ камион, оръжейна система и бъдещо превозно средство. Центърът за композитни материали към Университета в Делауеър също провежда финансирани от DOD изследвания върху съвременни защитни материали и ще бъдат подчертани други центрове за развитие на SZB.
Разширени наноматериали
Структурната защита може да бъде направена от различни материали, като се използва разширена гама от усъвършенствани техники за проектиране, производство и формоване. Темпът на развитие на материалите е един от най -бързите в отбранителните технологии и приложната наука, воден от стратегически предизвикателства. Това се отнася както за откриването на нови материали, така и за непрекъснатото подобряване на използването на съществуващи продукти с отбранителна стойност, подходящи за трансформационно развитие в отбраната на техните сили.
Наноматериалите са намерили широко приложение в програмите за развитие в този сектор на приложение и много революционни производствени процеси са в процес на разработка или са преминали в индустриално производство. В челните редици на развитието на съвременни материали е графенът, открит за първи път през 2004 г., графитен хомолог, чиито необичайни характеристики го правят обещаващ за редица приложения, включително потенциалното използване на структурна защита. Графенът е графитен лист с дебелина само един атом, което го прави най -тънкият материал, открит досега. Поради факта, че е около двеста пъти по -здрав от стоманата, графенът е и един от най -издръжливите материали, създавани някога в лабораторията. Графенът също има необичайни свойства на електропроводимост, които предвещават революционни приложения в полупроводникови микропроцесори. Това прави графен материал с голям потенциал в няколко ключови технологични области. Въпреки това, въпреки че всичко това е обещаващо, използването на графен за разработването на военни програми все още остава в бъдеще поради липсата на приложни изследвания върху този съвсем нов материал, трудностите при производството в промишлени количества при запазване на висока рентабилност.(За „усъвършенствани експерименти с двуизмерен материал - графен“А. К. Гейм и К. С. Новоселов бяха удостоени с Нобелова награда за физика за 2010 г.).
M2 / M3 BRADLEY BMP използва 7039-T64 (горна половина) и 5083-H131 (долна половина) броня от алуминиева сплав. Бойният опит в Ирак обаче доведе до повишена защита поради допълнителен слой броня, изработена от многослойна стомана плюс елементи от пасивна (композиционна) и реактивна броня, които виждаме на снимката.
Въглеродните нанотръби (CNT) обаче са много по -известни в областта на инициативите за научни изследвания и разработки и вече са намерили многобройни практически приложения не само във военната област, но и в областта на националната сигурност и правоприлагането. Усъвършенстваните бронирани материали от дълги въглеродни нанотръби могат да бъдат направени в различни форми и структури, включително листове, влакна, плочи и формовани форми. Последните "нано-подобрени" материали са леки, но изключително издръжливи и техните електротермични свойства могат да се променят по време на производствения процес. При производството на композитни конструкции бронята на базата на CNT осигурява гъвкаво, леко решение, което осигурява превъзходна защита срещу балистични атаки срещу превозни средства и друга неподвижна или мобилна бойна инфраструктура. Съгласно съществуващия договор с лабораторията Natick Labs, Nanocomp Technologies разработи композитни панели на базата на CNT с дебелина само няколко милиметра за лична защита на персонала, те спират 9 мм куршум на близко разстояние.
Повреда при щанцоване на композитен материал
Композитни материали
Донякъде подобни на металните сплави, композитните материали се различават съществено по това, че са неразтворими един в друг и могат да се образуват от съставните материали по различен начин от елементите или смесването на метални фази. Подобно на сплавите, композитите могат да се образуват от два или повече компонента, които могат да варират значително по форма или структура. Композитните материали могат да бъдат произведени съгласно голямо разнообразие от процеси. Те включват нови техники на свързване като ламиниране, сандвич, синтероване, леене под налягане на частици, тъкане на влакна и нано-производствени техники като микрокомпресия. Когато се произвеждат като балистични системи за защита, те се класифицират като композитни структурни брони (CSA) и образуват редица нови материали като метални интерметални ламинати (MIL) и керамични матрични композити (CMC).
Балистичните композити обикновено се произвеждат като структури от пчелна пита и ламинати от дебели стени от композитни, каучукови и керамични слоеве, които се комбинират, за да осигурят оптимален баланс на структурата и балистичните характеристики с минимално тегло. Сред тези ламинати има непрозрачни, полупрозрачни и прозрачни бронирани композити, които се използват като взривозащитен стъклен заместител за превозни средства. Епоксидните фибростъкло и композитите от фибростъкло осигуряват отлична защита за превозни средства в бойни зони, където рискът от атаки на IED е много висок. Алуминиева пяна със затворени клетки CCAF (Closed-Cell Aluminum Foam) има ниско тегло в съчетание с висока якост, твърдост, абсорбира добре енергията, производствените й характеристики могат да бъдат различни поради структурата на микроструктурата, която ги образува. Когато е балистичен, CCAF показва значителна нелинейна деформация и затихване на вълната на напрежение. Композитните бронирани панели, съдържащи CCAF, могат да издържат на удара от 20 мм снаряди за раздробяване, според информация, предоставена от американската лаборатория ARL.
Балистичните композити от тази категория са подходящи за защита от експлозия на превозни средства, като балистично екраниране за превозни средства MRAP, разположени в градски бойни среди. Те могат да се използват и в други области, като например оръдия. Те често се изработват под формата на покривни плочи или панели, които се монтират отвътре и отвън със защитени машини като подови плочи, предпазители и облицовки. Керамичните композити могат да бъдат направени под формата на структурна броня с добри характеристики срещу взрив и противораздробяване (много вторични фрагменти и отломки). Това прави керамичните композити добре подходящи за приложения на структурна броня, особено за MRAP и други малки и средни бойни превозни средства, чийто дизайн трябва да бъде компромис предвид ограниченията в теглото поради факта, че тежката броня има отрицателен ефект върху мобилността на превозното средство. Въпреки това, по -големите превозни средства, включително тактически камиони и бронирани превозни средства (като брониран автобус Rhino Runner), са по -добри кандидати за интеграция със стандартни решения за метална броня.
Когато се включат в усъвършенствани композити от наноматериали, получените нанокомпозити могат да осигурят допълнителни нива на производителност или защита над неусилените материали, или същите нива, като същевременно намаляват масата. Полимери и мономери, включително пластмасови полимери, също могат да бъдат произведени за използване като усъвършенствани композитни материали за приложения за структурна защита. Една характеристика на нанополимерите, имплантирани с наночастици - че дължината на вълната е по -малка от дължината на вълната на видимата светлина (около 400 нанометра) - предполага, че готовите материали могат да бъдат прозрачни. Произведени са няколко вида такива полимеризирани стратегически материали със сходни характеристики. Очевидно тези свойства са стратегически ценни при модифициране или подмяна на традиционните бронирани стъкла в бойни и охранителни превозни средства.
SmartArmour е многопластова, многофункционална система за резервация, произведена от SmartNano Materials of Piano, може да се достави прозрачна или непрозрачна според спецификациите на крайния потребител, може да издържи бронебойни куршуми, взривни вълни, фрагменти от снаряди и взривяване при IED. Циркониевото и берилиевото метално стъкло Vitreloy също се произвежда с подобни свойства от Amorphous Technologies International. Центърът за научноизследователска и развойна дейност RDECOM на ARL е разработил течна броня за балистична защита на базата на срязваща се сгъстяваща течност от твърди наночастици силициев диоксид, суспендирани в полиетилен гликол; успешно е тестван върху бронежилетки с кевлар.
Обработката на устройства е насищане на структурни бронирани материали с наноструктури, които могат да комбинират високопроизводителни полупроводникови процесори в бронирани елементи. Такива „умни материали“могат да бъдат вградени в блиндирани стени, пример за използването е пиезоелектрик. Това са естествени материали, които излъчват електрически импулси при разклащане, деформиране или компресиране. Пиезоелектриците, използвани по-рано в игли за грамофони, могат да бъдат вградени в бронирани конструкции, например панели, модулни елементи и инсталирани в носещи стени под формата на топлинни, вибрационни и ударни сензори.
В проект, финансиран от Министерството на енергетиката на САЩ и осъществен от лабораторията в Бъркли в Калифорнийския университет, се разработват най-съвременните пиезоелектрични материали на базата на пиезоелектрични материали с кристална структура от перовскит. Въпреки това, Accellent Technologies, базирана в Минеаполис отбранителна фирма, специализирана в структурен мониторинг, разработи хардуерен и софтуерен пакет, наречен SMART Layer, който комбинира сензори в структурни компоненти като панели и стени. Системата на компанията използва вградени мултисензори, които използват микропроцесорни термични сензори, опън и оптични сензори за откриване на промени в целостта на наблюдаваните структури, използвайки патентован метод за активно сканиране. Diaform Armor Solutions, подразделение на Ceradyne Inc., създаде леки структурни бронирани решения, използващи термопластични композити за бързо изработване на триизмерни структурни форми, които могат да образуват модулни елементи от подсилени конструктивни възли.
Бронезащитен модул за защита Protech
Разширена концепция за многослойна броня IBD Deisenroth
Модулните елементи на дизайна, които отговарят на стандартите за матрица на балистичната броня (BAM), също се използват широко в нови проекти, допълнения и модификации на съществуващи конструкции, където най -важните характеристики са повишена безопасност и устойчивост на балистични атаки. Спецификацията на BAM, патентована от Antiballistic Security and Protection (ASAP), Inc, описва многослойни бронирани структурни елементи, като стени, тавани и подове, съставени от слоеве от твърди листове от арамидни влакна и закалена инструментална стомана (например Thermasteel, произведени от Thermasteel Corporation), или закалена стоманена мрежа. Спецификациите на BAM включват BAM-1, BAM-1A и BAM-8; всеки описва нарастващите нива на структурна защита. Zagros Construction е разработила своята система за стени, ThermalBlast, която според компанията е много устойчива на балистични атаки и нахлувания на сила. Той използва патентованата система BAM-8, състояща се от защитна, лека бронеустойчива вътрешна стена (или Вътрешна матрица BAM), частично съставена от балистичен кевлар, който също може да бъде вграден в тавани и подове и други панели ThermaSteel. Компанията препоръчва своята система ThermalBlast за посолства, правителства и пощенски служби, военни съоръжения, складове за боеприпаси и други критични съоръжения. US Bullet-proofing произвежда своята гама от бронирани стоманени панели като едно решение за балистични листове, което компанията оценява, че отговаря на NIJ Armor Level IV.
Материалите на SZB се използват и в някои офанзивни системи, като например облицовки на ракетни силози и тръби за изстрелване и контейнери, пренасяни на мобилни противоракетни пускови установки, които изискват добри характеристики на термично износване и устойчивост на кинетичен удар. Системата HyperShield, разработена от американската компания V-System Composites, която използва интегрирани бронирани плочки и усъвършенствани композитни конструкции, е евтино, леко бронезащитно решение за резервиране и има ниво на защита NIJ ниво III за противоракетна отбрана, което включва също транспортни превозни средства и балистични изисквания за въздухоплавателни средства. Заровена ядрена бойна глава, като американската В-61, също може да използва структурни бронирани материали, докато ядрените боеприпаси, предназначени за детонация на земята при така наречената „килимна бомбардировка“, като американската бомба В-53, също ще изискват брониране на боеприпасното тяло.от ударни натоварвания.
Frontier Performance Polymers, с подкрепата на Army Center Natick, успешно разработи пробивна полимерна технология и иновативен производствен метод за лека, прозрачна броня за защита на очите и лицето. Този материал с основно тегло 0,16 kg / cm2 има същите балистични характеристики като арамидните / фенолни материали, използвани във военните каски, но струва 10 пъти по -малко
Традиционни материали
Въпреки това, традиционните материали, използвани при производството на защитни конструкции, като нелегирана стомана и стоманобетон, в никакъв случай не са материали от миналото. По -специално металните сплави остават предпочитаните материали поради доказаните им екраниращи свойства и съществуващите производствени мощности за техните производствени и отбранителни приложения. Тези така наречени „здрави“бронирани решения се прилагат не само за балистични стомани и стратегически сплави, но и за усъвършенствани композитни материали с добри балистични свойства. Това важи и за видове брони, изработени от или подсилени с влакна, или плътно тъкана мрежа. Като структурен брониран материал, бетонът има желаните характеристики и продължава да бъде широко използван, като същевременно има ниски производствени разходи.
Корпусът на морската пехота на САЩ LAV 8x8 получава допълнителни композитни бронирани елементи над корпуса от алуминиева сплав като част от текуща програма за модернизация.
Бронираният материал от AMAP-S IBD Deisenroth изпълнява важна подпомагаща функция за намаляване на термичния подпис на автомобила
Експедиционната бойна машина EFV (Expeditionary Fighting Vehicle) на Корпуса на морската пехота е първата бронирана бойна машина, която използва броня 2518-787, сплав от алуминий, мед, манган. Въпреки че тази сплав е здрава и има добри балистични свойства, тя има лоша балистична якост при конвенционалните челни заварки. Това принуди производителя да изключи челни заварки и основни заваръчни шевове от конструкцията, за да увеличи устойчивостта на удар, плочата към плочата вече е механично прикрепена. В крайна сметка много проблеми с тази програма доведоха до закриването на този обещаващ проект.
Сплавите са едни от най -здравите материали, от които може да се направи структурна броня. Сплавите са комбинация от два или повече химични елемента - метали (или метални и неметални елементи), обикновено „слети“заедно или разтворени един в друг по време на процеса на топене. Резултатът е материал с по -добри показатели от всеки компонент поотделно. Титанът и титановите сплави са често срещани конструктивни елементи на бронята. Използването им включва "травматични" табели в системите за лични резервации, които осигуряват висока степен на защита за силно уязвимите зони на тялото. Берилий-алуминиевата сплав също се оказа успешна в много случаи. Специфичната якост и твърдост на тази сплав надвишава тази на конвенционалните титанови сплави, което води до по -ниско конструктивно тегло и подобрени характеристики. Бронените стомани също са стратегически материали, подходящи за структурна броня.
Редица така наречени „суперсплави“или „високопроизводителни сплави“също са произведени в търговската мрежа под търговските марки. Сред тях е високоякостната сплав Hastelloy, чийто основен компонент е преходен метал - никел; Ковар, сплав от кобалт-никел, ценена за отличния си коефициент на термично разширение; сплав никел-мед-желязо Монел; и никел-хром сплав Inconel.
Лазерното втвърдяване е един от процесите на обработка, който подобрява функционалните характеристики на неблагородните метали и сплавите. Има и други видове подобрения на свойствата, включително микрокомпресия, процес на обработка, който използва техника на фокусиран йонно лъч, за да насити съвременните материали с подструктури за допълнителна здравина и издръжливост. Използва се и свръхпластично оформяне, което води до метални и керамични изделия с изключително висока якост на опън.
Лабораторията NETL (Национална лаборатория за енергийни технологии) на Министерството на енергетиката на САЩ получи задача от Командването на танковите автомобили и въоръженията (TACOM) и Военно-изследователската лаборатория ARL за изпълнение на програма за разработване на броненосене от чугунена стомана за американски военни превозни средства, включително BMP на BRADLEY. Върху него NETL-TACOM-Lanoxide Corp и DARPA съвместно разработиха отливка, а страничен ефект от програмата беше получаването на броня. По-късно по програмата беше разработена титаниева броня (използваща авиационна сплав Ti-6Al-4V) за люка M-1A1 ABRAMS MBT в сътрудничество с TACOM и главния изпълнител General Dynamics. Съвсем наскоро NETL разработи високоякостни AFV брони, използващи синтеровани титанови прахови сплави, за да увеличи здравината на крайния материал. Броневите материали, направени от силициева инфилтрация (SiSiC) и спечен силициев карбид (SSiC), са продукти на CeramTec от Северна Америка от Ню Джърси, американското подразделение на немската компания CeramTec AG. Тези материали демонстрират добра химическа термична стабилност и висока устойчивост на трибологичен стрес (трибологията е научна дисциплина, която изучава триенето и износването на машинни компоненти и механизми в присъствието на смазочни материали).
Базираната в Охайо компания AT&F Advanced Metals на Orville е частна компания, специализирана в производството и обработката на издръжливи метали и сплави, включително титан, цирконий, ниобий, никелови сплави и дуплекс от неръждаема стомана, снабдяващи граждански и отбранителни клиенти. Още по -конкретно е подразделението Steel Solutions and Nuclear на тази компания. Той също така произвежда материали за SZB на базата на високоякостни нисколегирани стомани, въглеродна стомана, стоманени сплави. Компанията се занимава и със структурно брониране на ядрени съоръжения, включително вътрешности на реактора и контейнери за ядрени отпадъци.
Други програми
Други програми на SZB се провеждат в целия спектър от разгърнати сили и множество глобални военни операции. Техните непосредствени изисквания и предизвикателства са пряко свързани с настоящата и бъдещата защита на техните комуникационни сили, тъй като тези области на приложение включват балистична защита на превозни средства, войник като работа по модернизация на системата и допринасяне за оцеляването на военната инфраструктура срещу различните асиметрични заплахи често срещани в регионалните миротворчески операции.
Усъвършенстваното брониране на превозни средства, военни и правителствени съоръжения и места за разполагане на военен персонал на фронтовите линии и отзад ще се възползва само от наличието на разгърнати способности. Докато много приложения са подобрения и надграждания на съществуващите възможности и системи като такива, като нови видове допълнителна броня за бойни превозни средства за защита срещу IED, други са иновативни и системи от бъдещо поколение.
Германската компания IBD Deisenroth Engineering AG произвежда високотехнологичната система за подобряване на оцеляването AMAP. Това е набор от решения за структурна броня, използващи множество производствени методи и съвременни материали, включително сплави и композити с висока якост. Сред тях е AMAP-IED, който съчетава керамична броня и технология за облицовка против раздробяване и който може да се доставя като модулни елементи и който е предназначен да повиши защитата на военните превозни средства. IBD нарича AMAP-IED система за защита от следващо поколение и я класифицира като защита срещу фрагменти от артилерийски снаряди с калибър до 155 мм, както и крайпътни мини и IED. AMAP-T е прозрачна броня, изработена от керамично стъкло, която компанията описва като превъзходна прозрачност и изключителна издръжливост, отговаряща на нива 1 до 4 на STANAG.
Защитата на покрива на превозното средство се осигурява от AMAP-R и AMAP-ADS, които са материали, оптимизирани за оръжия, като първите са направени от ултра леки композитни материали, подходящи за бронирани покриви на превозни средства. Най-интересното решение за броня е AMAP-S. Оптимизиран за балистична защита и управление на подписи, той намалява подписите на военните превозни средства, когато се сканира от разузнавателни сензори във видимия, инфрачервения, радарния и акустичния спектър. Тези материали могат да се използват като допълнение към съществуващите корпуси на машината, тоест могат да бъдат инсталирани на нови модели или машини, които вече са в експлоатация.
Отлични проби от сензорни ленти SMART Layer
Отделението BAE на американската корпорация ProTech предлага редица решения за структурна броня, които включват няколко вида бронежилетни огради и бронирани бойни позиции, включително бронирани кабини и охранителни кули, мобилни огради за безопасност и системи за защита, монтирани на превозни средства за войници от кула. Стационарните решения за структурна броня на тази компания са представени от редица сглобяеми бронирани бойни позиции AFPS (бронирани бойни позиции), които са в състояние да защитят от куршуми с калибър 9 мм - 12,7 мм. Други решения за AFPS от ProTech включват транспортируеми бронирани конструкции, оптимизирани за охрана на периметъра и контролно -пропускателния пункт, защита на жизненоважни активи, охрана на охрана и гранични контролно -пропускателни пунктове.
ProTech също произвежда модулни системи, които могат да бъдат проектирани според спецификациите на крайния потребител. Подобни системи, базирани на транспортируеми бронирани контейнери, произведени от EADS, са разработени в сътрудничество с KMW по договор с германската Федерална агенция за обществени поръчки за отбрана. Бронирана контейнерна система, наречена TransProtec, която може да побере 18 души, включително оборудване, е оптимизирана за защита на сухопътните сили от IED атаки, снайперски огън, осколки, мини и оръжия за масово унищожение и в момента е на въоръжение с датската и германската армия, в последната системата се нарича MuConPers (универсален контейнер за транспортиране на хора).
Plasan North America, подразделение на израелския Plasan Sasa, също е разработило решения за структурна броня по договор за милиони долари с Министерството на отбраната на САЩ за защита на нови превозни средства MRAP. Според договора Plasan е основният изпълнител в съвместната производствена програма с BAE Systems като подизпълнител за доставка на резервационни системи за машини M-ATV Oshkosh, повечето от които работят в Афганистан по договор с командването на TACOM на американския армия. Plasan е световен лидер в проектирането на допълнителни брониращи системи и системи за защита от взрив за защита на тактически превозни средства във военните и цивилните райони.
Разширените системи за защита на войници попадат в сферата на приложенията за структурна защита и включват бойни екзоскелети с механично захранване. Те обещават да окажат значително влияние върху наземните бойни операции, ако такива системи достигнат пълния си потенциал. Няколко големи инициативи на DOD и програми за развитие на технологиите за частния сектор в момента са отворени в САЩ. Една от тези програми се осъществява от изследователския център за развитие на войниците на американската армия Natick Labs съгласно концепцията за бъдещия воин, който осигурява напълно интегрирана система за войника, която включва шест основни подсистеми. NSRDEC (ISN на MIT - Soldier Nanotechnologies) и Soldier System Integration Lab (SSIL) също работят по тези програми. Крайната цел на SSIL е да разработи това, което SSIL нарича боен костюм от 21 -ви век, който съчетава високотехнологични възможности с ниско тегло.
Лабораторията по роботика и човешко инженерство в Бъркли (BLEEX) е разработила прототип на самоходен екзоскелет, състоящ се от два антропоморфни задвижвани крака, задвижваща система и рама от тип раница, върху която има различни товари. Екзоскелетът позволява на потребителя - или "пилота" - да носи изключително тежки товари, като същевременно улеснява ходенето и бягането нагоре и надолу по наклони в обхвата на нормалното пътуване без използване на физическа сила от оператора.
Инициативата Raytheon Sarcos е в ход в завода на Raytheon в Солт Лейк Сити. Той представлява по -амбициозна работа за разработване на екзоскелет на войник, който Raytheon твърди, че по същество е носим робот, който подобрява силата, издръжливостта и мобилността на носителя. Екзоскелетът XOS, който датира от оригиналната експериментална система, разработена от Sarcos, понастоящем позволява на пилота да вдига товари до 200 паунда и да изпълнява задачи с големи усилия, като изкачване на стълби и наклони без умора, но сега се задвижва хидравлично. стационарен външен източник на енергия за себе си. Представя се и програмата за екзоскелет HULC на Lockheed Martin, която също е проектирана да носи 200 паунда товари по всяко време и на всякакъв терен и е проектирана да бъде напълно хидравлична и не изисква външен източник на захранване. Системата HULC включва вграден микропроцесор, свързан към сензорните интерфейси, което позволява на екзоскелета да усети намерението на пилота и да се движи заедно с него. Системата HULC е изключително модулна, позволяваща бърза и ефективна подмяна на основни компоненти на място и е енергийно ефективна по дизайн, за да позволи работа на батерията по време на продължителни мисии. HULC обаче, подобно на екзоскелета от BLEEX, е замислен повече като система за пренасяне на товари, а не като заместващ естествените физически възможности на войник. В момента разработва HAL (Hybrid Assistive Limb) от японската компания Cyberdyne of Ibaraki, това е цялостна мощна система, предназначена да увеличи физическата сила на човек от два до 10 пъти. Въпреки появата на „Железния човек“, неговата адаптивност към бъдещите военни задачи остава под въпрос.
По -нататъшни действия
В обобщение, важна задача за SZB може да бъде дефинирана най -общо като намаляване на уязвимостта към враждебни действия, особено балистични атаки, за които много, ако не и всички традиционни материали в момента не осигуряват адекватни нива на защита на войските.
Комбатът често преподава на командирите тежки уроци, които в миналото изглеждаха очевидни. Един от най -трудните уроци в битката днес е неадекватността на бронезащитата спрямо импровизирани заплахи, които включват самоубийствени атаки на автомобили срещу военни и цивилни цели и атаки на ИЕД срещу транспортния и театралния персонал. Старите навици, особено военните, умират особено тежко. Но исторически тези навици са склонни да изчезнат под натиска на битката, като например френската кавалерия срещу английските лъкове по време на Стогодишната война или неадекватността на иракските бронирани превозни средства от съветски тип за атаки от прецизно управляеми боеприпаси и по-модерни MBT по време на Персийския залив Война.
Реагирането на предизвикателствата бързо и с подходящи противодействия е ключът към военния успех и стабилността на сигурността. Така че, ако те се вземат на сериозно, когато става въпрос за защита на войските и са основен отбранителен въпрос в тази трансформационна ера на преструктуриране на властта, тогава структурната защита и SZB, използващи тази технология, трябва да се превърнат в приоритет за отбрана и научноизследователска и развойна дейност за всички военни лидери. Днешните асиметрични заплахи за военната и гражданската инфраструктура, както и асиметричните битки в регионалните бойни операции, оказват влияние върху развитието на отбранителната политика и проектирането на системи и обществените поръчки в световен мащаб. Така трябва да бъде в предвидимото бъдеще.
Такива бронирани военни системи се разглеждат главно като допълнения към други приоритетни решения, а не като неразделна част от много и повечето бойни системи. Но всичко се променя. Системите за защита и броня представляват голям потенциал и подобряват способностите в операциите на 21 -ви век. Използването им ще се разшири и ще се превърне в стандарт за много, ако не и за повечето системи за отбрана на всички нива.
