Областта на защитните материали е огромна и нараства бързо. Новите материали разширяват технологичната основа на системите за защита на персонала и оръжейните платформи. В същото време бизнес практиките се променят, отдалечавайки се от изключителни доставчици и други традиционни модели, общи за индустриите като отбраната и сигурността
Индустрията се опитва да отговори бързо на нарастващите нужди на военните клиенти, не само с цел „облекчаване на товара“, но и за разработване на еднакво важни характеристики на нови защитни материали и системи за защита на бронята.
Това може да бъде потвърдено от думите на ръководителя на отдела за защита на тялото в DSM Dyneema, Марко Маник, който каза в едно от интервютата си: „Ние произвеждаме най-силните изкуствени влакна, а това са влакна DYNEEMA“.
Индустриалният експерт е категоризирал решенията за сигурност на DSM като „нова вълна или поколение балистична защита“. Предложенията на компанията, които той нарича „Безкомпромисно технологично съвършенство“, съчетават леки материали и превъзходна производителност, осигуряват комфорт наред с други качествени характеристики и предоставят на клиентите „всичко необходимо, за да свършат нещата“.
Manik подчерта DYNEEMA HB ламинат на базата на влакна като един от технологичните пробиви в балистичните системи за защита. Всъщност „влакното DYNEEMA HB е не само 15 пъти по -силно от стоманата, но има и редица свойства, които са наистина търсени, на които обръщаме голямо внимание“, подчерта той и на въпроса какво искат клиентите в тази област, той отговори, че „те искат все по -леки опции за оборудването си“.
Шерил Ингстад, ръководител на напредналата керамика в ZM, е съгласен с него: „Виждаме голямо търсене в САЩ и други страни за леки защитни системи и тук нашите усилия са съсредоточени днес. Стремим се да усъвършенстваме всеки аспект от нашата работа-от патентована технология на материалите и научноизследователска и развойна дейност до подравняване на работната ни сила и усъвършенстване на производствения процес-за да осигурим леки системи, които намаляват тежестта върху армията, като същевременно осигуряват необходимото ниво на защита."
Като говорител на Ceradyne (част от ZM), Ingstad обяви, че повече от два милиона бронежилетки и повече от 100 000 подобрени бойни каски (ESN) са доставени на американската армия досега.
Въпреки относително малката си маса, ESN „осигурява по -високо ниво на защита от куршуми и фрагменти от всяка друга бойна каска в историята“, каза Ингстад. "В сравнение с други каски със същото тегло в експлоатация, ESN увеличава нивото на защита срещу куршуми и анти-фрагментация с повече от 35%."
Първите каски ECH постъпиха на въоръжение в американската армия през 2014 г.
Портфолиото на личните предпазни средства на Ceradyne включва и лека, подобрена защитна вложка за малки оръжия ESAPI (подобрена защитна вложка за малки оръжия), която предпазва торса от огън от стрелково оръжие. Вложките се предлагат в различни размери и се вписват в специални вътрешни секции на бронята за военни от двата пола. „Ние доставяме бронежилетни вложки на Министерството на отбраната Логистична поддръжка, което след това обработва поръчки за всяко отделно подразделение“, каза говорител на Ceradyne.
Компанията доставя съвременни защитни вложки ESAPI с различно тегло. Настоящият договор на Министерството на отбраната на САЩ предвижда доставката на свръх малки, малки и средни вложки, чиято маса варира от по-малко от 2 кг до почти 2,5 кг. Ceradyne предлага и големи и изключително големи вложки за броня, които са малко по-тежки.
Ceradyne започна да доставя вложки месец предсрочно през юни миналата година. В съответствие с него компанията трябва да завърши доставките за тази поръчка в края на 2017 г.
Защита на превозни средства и техния екипаж
Представителят на отбранителната компания на RUAG даде своята оценка на проблемите и задачите в областта на защитните материали за превозни средства, които всъщност се свеждат до намиране на компромис между икономическата рентабилност и максималното възможно намаляване на теглото (офроуд способности на страната, въздушни превози и др.), а също и решения, които осигуряват защита на екипажите и самите превозни средства от множество заплахи, по -динамични и по -смъртоносни. RUAG Defense също коментира: „Очевидно специфичните нужди се различават от сценария до сценария, но винаги се опитвате да намерите перфектния баланс между нивата на защита и мобилност. Тези, които говорят за нестабилността на заплахите, са прави, но ние постоянно изследваме нови идеи в областта на материалите и дизайнерските решения."
Освен това представителят на RUAG отбеляза размиването на границите между сценарии на съвременни заплахи и предизвикателствата, които тези сценарии поставят пред доставчиците на материали и системи за сигурност. „Сценариите на заплахи сега не са толкова категорични, колкото преди. Разликата между симетрични и асиметрични военни операции се размива пред очите ни, сега се нуждаем от хибридни решения, които могат да покрият много по -широк спектър от заплахи."
RUAG се стреми да отговори на настоящите глобални предизвикателства и разработва комплекти за защита за голямо разнообразие от превозни средства, от леки 4x4 бронирани машини до основни бойни танкове като LEOPARD 2 и в това отношение портфолиото на компанията в този сектор непрекъснато се разширява.
Тогава представителят на швейцарската компания продължи: „За германската BMP PUMA ние доставяме защита от мини заедно с други защитни компоненти. RUAG се зае с разработването на цялостна защита от мини, защита от IED (импровизирани взривни устройства) и бронебойни снаряди за австрийски и белгийски бронирани превозни средства PANDUR I. Производството и доставката на нашите балистични комплекти Roof PRO за производителя на глава са в разгара си.."
Вицепрезидентът на Alcoa Defense Margaret Cosentino отбеляза друга паралелна и донякъде конкурентна тенденция в защитата на превозните средства. Според нея по -рано много внимание се е отделяло на допълнително брониране на превозни средства, участвали в операции в Ирак и Афганистан, а сега има връщане към скоростта, маневреността и маневреността като функции за увеличаване на боеспособността. „Например при специални операции се използват свръхлеки превозни средства за бойни групи. Alcoa работи с научната общност на американската армия чрез новата си програма Mobile Protected Firepower, за да получи възможно най-много информация за иновативни материали и да избере технология за сигурна високо прецизна система за директен огън.
Продуктите на Alcoa Defense удължават жизнения цикъл на военните превозни средства, с портфолио от продукти както за съществуващи, така и за нови превозни средства. Всъщност многокомпонентните продукти на Alcoa, включително тези, произведени чрез екструзия, щамповане, леене и пълна гама валцувани продукти, се намират на тактически колесни превозни средства и наземни бойни превозни средства, вариращи от алуминиева броня на джипове HMWWV (като реакция на IED) и тежки камиони с висока проходимост. HEMTT и завършващ с алуминиеви компоненти за нови платформи, като бронираната кола JLTV.
„Първо, Alcoa Defense използва много широк спектър от материали в своята дейност, тъй като нашият бизнес е разделен по равно между алуминиеви, титанови и никелови продукти, което ни позволява да работим с военните и основните производители на крайни продукти, за да получим подходящи материали, сплави и топлинна обработка, за да задоволят изискванията за специални задачи, - обясни Косентино. „Второ, ние се фокусираме върху пълна вертикална интеграция, от материал до форма на продукта, до механична обработка и окончателно сглобяване. Подобряването на ефективността на Alcoa помага на нашите клиенти да станат по -ефективни и по -конкурентоспособни."
Друг доставчик на защитни системи за военни превозни средства е QinetiQ Северна Америка (QNA). Лайнерите LAST Armor Spall Liner са инсталирани на различни американски автомобили MRAP, а неговите абсорбиращи енергия седалки BlastRide са инсталирани в БМП и бронетранспортьори в различни страни. Джеф Риу, ръководител на системите за оцеляване в компанията, коментира: „Освен това нашите Q-NET решения за пасивна защита от RPG са инсталирани на повече от 13 000 превозни средства по целия свят, например, те осигуряват защита за машини като MAXXPRO, PL-ATU, HEMMT и STRYKER, както и платформи от други държави. Системата за защита Q-NET има потенциал да бъде инсталирана на някои варианти на бронираната машина JLTV на американската армия и морската пехота."
QNA също така разработва лични предпазни средства за самолети и хеликоптери, като Riu споделя и някои от тайните рецепти за сос на неговата компания, които трябва да отговорят изцяло на нуждите на своите клиенти по отношение на разходите, теглото и характеристиките на крайния продукт, за да могат предоставете им възможно най -доброто решение. „Постигнахме това, работейки с различни превъзходни материали, включително валцувана бронирана стомана, различни видове керамика и най-новите висококачествени балистични влакна. Ние също работим неуморно за разработване на иновативни нови решения, като например нашите абсорбиращи енергия седалки и нашата технология за затихване на взрива BlastPro.
Сътрудничество и партньорство
Една от горещите теми в дискусията между бизнеса със защитни материали се отнася до споразумения с множество доставчици и други партньори (в някои случаи стотици организации) в допълнение към изключителните споразумения за партньорство, които са често срещани в други сегменти на отбранителния пазар.
Използвайки примера на своята компания, Марко Маник говори за желанието на DSM за иновации и оптимизиране на нови технологии в партньорската си мрежа и за вътрешни инвестиции в научноизследователска и развойна дейност.
DSM предпочита партньорите в отбраната и свързаните с тях сектори на сигурност, а някои от тези партньори имат по -силни взаимоотношения с DSM поради способността им да правят иновации. „Ако имаме партньор, който има способността да прави иновации по -бързо от всеки друг, тогава той има предимство, защото в допълнение към нашите продукти има и крайни продукти. Ето защо трябва да работим с партньори, които до известна степен съответстват на нашата скорост на иновации “, каза Маник.
Най -новият бизнес партньор на DSM Dyneema е First Armor, дъщерно дружество на KADDB Investment Group. През юни 2016 г. First Armor разкри лек подплатен панел, носен в комбинация с предпазна жилетка. Новият лайнер First Armor е направен от Dyneema HB212. Този композитен ламинат на базата на UHMWPE е отличен за леки, издръжливи защитни системи, създадени с помощта на технологията DYNEEMA Force Multiplier.
First Armor скоро ще предложи няколко вида системи за защита на тялото, базирани на различни високоефективни материали, разработени от DYNEEMA.
В началото на миналата година друг партньор на DSM, Point Blank Enterprises, представи своята система за защита на тялото ALPHA ELITE Black, разширявайки продуктовата линия ALPHA ELITE. „Най -новият ALPHA ELITE Black, модел за защита на малки оръжия, е подобрение на предишния продукт, тъй като намалява теглото със 17% при същото ниво на защита“, се казва в съобщение на компанията. Черната броня ALPHA ELITE Black използва новото поколение технология DYNEEMA Force Multiplier от DSM.
RUAG също не заобикаля нито една организация в тази област, стремейки се към взаимоизгодно сътрудничество. Говорител на RUAG обясни, че компанията „редовно проучва пазара за нови дизайни и материали; и се гордеем с качеството на нашите тестове и тестовете, които провеждаме, за да определим точно защитните свойства на материалите. Това позволява на RUAG да адаптира решения за защита към всяко превозно средство и заплаха с оптимално тегло и цена."
Г -н Riu от QNA коментира: „Развили сме силни връзки с някои от водещите производители на усъвършенствана керамика, балистични материали и композитни влакна. Използването на тези връзки ни позволява да проектираме и доставяме продукти, които надминават нашите конкуренти."
DuPont е друг доставчик, който е установил „силна позиция“в доставката на материали за различни приложения. Например, технологията от синтетични влакна от кевлар намира голямо разнообразие от приложения - различни бронежилетки, вложки, каски, защита на крайниците и брониране на превозни средства. Всички тези продукти повишават нивата на оцеляване на персонала, докато потребителите получават защитни материали с различна степен на "мекота" или "твърдост" (общи термини в този сектор). „Меката защита се отнася до жилетки и други елементи на оборудването, които често са изработени от тъкани влакна и други гъвкави структури за подобряване на прилягането, комфорта и мобилността на носещите“, обяснява Джоузеф Хованек, главен технолог в DuPont Protection Solutions. "Твърдата защита се отнася до по -здравите композитни структури, като вложки, каски и компоненти за защита на превозни средства, за които DuPont предлага полиетиленови листове Tensylon в допълнение към кевлара."
Хованек говори за един аспект от бизнес модела на DuPont, отбелязвайки, че компанията доставя влакна, тъкани и други структури от кевлар до водещи производители на жилетки, каски и бронирани превозни средства, които използват тези материали при проектирането и производството на своите продукти. Индустриалният експерт добави: "Ние се фокусираме върху разработването на локализирани решения, като водещи производители работят с четири от нашите големи технически центрове в различни страни."
В допълнение към QNA и другите споменати по -рано компании, които доставят продукти на различни крайни потребители, има друга фирма, която е активна в няколко свързани области. Combat Clothing Australia (CCA) Protect е световен доставчик на отбрана и сигурност с богат опит в проектирането и производството на балистична защита за хора, наземни платформи и авиация. Търговският директор на компанията Лий О'Ши отбеляза, че „CCA Protect е активна на пазарите на Австралия, САЩ, Хонконг, Малайзия, Сингапур, Обединените арабски емирства, Нова Зеландия и Папуа Нова Гвинея.“
По-специално, CCA Protect доставя твърди и меки системи за защита на тялото до ниво IV, както и броня на превозни средства, способни да издържат на противотанкови снаряди. О'Ши продължи: „Усъвършенстваните решения за брониране на CCA Protect са избрани да осигурят балистична защита за австралийските въоръжени сили UH-60 BLACKHAWK и CH-47 CHINOOK. Производствената база на CCA Protect позволява производството на големи единични бронирани панели, което ги прави идеални за австралийския проект Land 400 Phase 2. Като част от този проект Австралия ще актуализира и модернизира своя парк от бойни разузнавателни машини.
За да отговори на изискванията на своите чуждестранни клиенти, CCA Protect провежда задълбочен анализ на решенията, за да постигне баланс между цена, мобилност, защита и тегло. О'Ши завърши, като каза: „Бързо променящото се бойно пространство непрекъснато стимулира иновациите в балистичната отбранителна индустрия. Най-съвременните производствени мощности и опитни инженери на CCA Protect позволяват да се справят с тези сложни предизвикателства. Комбинацията от усъвършенствани композити и уникални техники на свързване създава ултра леки, издръжливи и тънки екраниращи материали."
Швейцарската компания Garant разработва съвременни решения за балистична защита FirmLiner и FlexLiner за различни видове приложения. Наред с използването на най-новите материали, произтичащи от интензивни изследователски и развойни дейности, Garant има и богат опит, натрупан от дългосрочни програми в сътрудничество с доставчици на материали и крайни потребители. Популярните и широко използвани материали включват параарамид, полиетилен, полипропилен и фибростъкло.
Прозрачна керамика от шпинел за морски приложения
Прозрачният шпинел (MgAl2O4) в момента е предпочитаният материал за използване в различни морски и други защитни приложения. Това е кристален материал с кубична решетка, който все повече се използва за защита на различни корабни системи, включително сензори, отбранителни и „умни“материали и оръжия.
В допълнение към високата си якост, шпинелната керамика има отлична пропускливост от ултравиолетови лъчи (0,2 μm) до средна инфрачервена светлина (5 μm). За оптроничните мачти на атомните подводници от клас VIRGINIA на ВМС на САЩ се използва единично шпинелно стъкло, което увеличава оцеляването и значително намалява разходите за поддръжка и жизнен цикъл. Преди това силиконово стъкло и кристален германий бяха инсталирани на мачтата на оптрона L-3 KEO за предаване на видима светлина и лъчи съответно в средата на инфрачервената област на спектъра. И двата материала обаче се оказаха недостатъчно здрави и податливи на повреди, въпреки факта, че дебелината им беше 3, 8 см. Проблемът беше как да направим прозореца от дебел шпинел. Според изследванията, шпинелната керамика с дебелина 3,8 см, чийто производствен процес се основава на горещо пресоване, има много добри оптични свойства.
Мостът на американския разрушител от клас ZUMWALT (DDG 1000) също е оборудван с големи прозорци с висока якост, които предават видима светлина и инфрачервени вълни с дължина на вълната от 5 микрона и които трябва да издържат на вълнови удари до 0,56 kg / cm2. Тъй като процесът на горещо пресоване се увеличава до големи размери, прозорецът на моста може да бъде направен от едно голямо парче шпинел. Обратно, тя може да бъде произведена чрез ръбова дифузия, свързваща два или повече малки прозореца в един. Отделът по приложна оптика на изследователската лаборатория на ВМС на САЩ (NRL) демонстрира осъществимостта на двата подхода.
Лабораторията отбелязва, че традиционният метод за високотемпературен растеж от стопилка (> 2000 ° C) от монокристална шпинела е трудно да се направи лист с размери повече от няколко милиметра. В процеса на решаване на този проблем NRL установи, че лошото качество на търговската керамика от шпинел се дължи на неравномерното смесване на добавката за синтероване (литиев флуорид) със шпинелния прах, което води до порьозност и улавяне (остатък в крайния продукт) от тази добавка за синтероване. Учени от NRL са разработили патентован процес за равномерно покриване на всяка частица прах от шпинел със синтероваща добавка, която позволява отстраняването на добавката по време на процеса на горещо пресоване при температура около 1600 ° C. Според NRL това позволява производството на напълно уплътнена, равномерно прозрачна шпинелна керамика с високи оптични свойства, докато процесът е мащабируем и позволява производството на големи прозорци.
Проектиран за тежки условия
Прозрачната шпинелна керамика се използва и в други приложения за отбрана. Сред тях са лазерите с висока мощност, разработени за оръжия с насочена енергия. От оптична гледна точка, едно от най -проблемните места е изходната леща (прозорец), тъй като стъклото за такива системи няма достатъчно добри термични, оптични и механични свойства. Причината е, че стъклените прозорци имат много ниска топлопроводимост, водеща до термичен шок. Ниската якост на стъклото също затруднява използването му в агресивна среда, според учени от NRL. От друга страна, превъзходната здравина на шпинелата позволява да се използва в тежки условия, а високата му здравина позволява по -тънки прозорци, което намалява теглото. NRL е разработила ултрачиста шпинелна прахообразна технология, използвана за производство на шпинелна керамика с рекордно ниска загуба на абсорбция от 6 ppm (части на милион) / cm при дължина на вълната 1,06 μm.
Шпинеловата керамика с високо качество на оптично качество се използва и за производство на трайни топлопрозрачни обтекатели за инфрачервени ракети. Според отворени източници съществуващите материали, като кристален силиций, са крехки и не осигуряват предаване на видима светлина. Друг материал, сапфир (a-Al2O3) има ограничено предаване при дължина на вълната от 5 µm. Сапфирът е изключително устойчив на механични повреди, тъй като има забележителна твърдост (9 по скалата на Моос); това е най-твърдият материал след диамант и силициев карбид (a-SiC). Но шпинелът перфектно пропуска видима светлина и има по -добра пропускливост в сравнение със сапфира на дължина от 5 микрона. В опит да демонстрират практическата приложимост на шпинела, учените от NRL промениха процеса на горещо пресоване и успешно изработиха обтекатели от този материал.
Наличието на шпинелна керамика с високи оптични свойства също ще позволи производството на леки взривни щитове и очила за лична защита срещу IED, както и конформни прозорци за системи за наблюдение. Изследванията през 2013 г. показаха, че шпинелът от магнезиев алуминиев оксид е отличен кандидат за външни закалени прозрачни слоеве на бронята. Изследователи, които систематично изследват фрагментацията на три вида шпинелна керамика, показват, че режимът на фрагментация е един от ключовите параметри, влияещи върху балистичната устойчивост на керамиката.
