Iveco MPV използва най -новите решения за защита на IBD Deisenroth, базирани главно на нанотехнологии
Пасивна броня: Последната бариера
Корпусите на бронираните превозни средства все още са изработени от стомана, към която са прикрепени допълнителни бронирани комплекти. Въпреки това, колкото повече основният дизайн може да даде по отношение на балистична и експлозивна защита, толкова по -високо ще бъде крайното ниво на защита. В допълнение, дори при инсталиране на системи за активна защита, които унищожават атакуващите снаряди дори при приближаването, получените фрагменти с висока енергия могат да причинят сериозни щети на превозното средство, което отново изисква добра основна защита
Шведската компания SSAB е един от известните специалисти в областта на бронираните материали, а семейството на бронените стомани Armox е добре познато по целия свят. Семейството включва шест различни типа, като броят в обозначението на марката стомана показва средната твърдост по Бринел. Докато твърдостта пряко влияе върху балистичната защита, здравината е необходима за поглъщане на енергията на взрива - две характеристики, които всъщност не могат да съществуват заедно. Формирането изостря този конфликт, тъй като стоманите с висока якост обикновено са по -малко оформени и често имат проблеми със заваряването.
С течение на времето балистичните характеристики на стоманите SSAB постепенно се подобряват: през 1990 г. е необходима стомана Armox 500T с дебелина 9 мм, за да спре снаряда М193 / SS92 да лети със скорост 937 м / сек, но десет години по -късно с Armox Сплав 600T, само 6 бяха необходими за спиране на мм. Още десет години и 4,5 мм Armox Advance прави същото, въпреки че броят вече не си заслужава, тъй като твърдостта надхвърля скалата на Бринел! От първоначалните 70,7 кг / м2, SSAB успя да намали теглото до 47,1 кг / м2 за десет години и до 35,3 кг / м2 през следващото десетилетие. Според експерти на SSAB не се очаква по -нататъшно значително намаляване, реалната цифра за 2020 г. е 30 кг / м2. Отделът за научноизследователска и развойна дейност на компанията работи повече за подобряване на здравината и формообразуването на съществуващия материал, отколкото за неговата твърдост, особено след като експлозията е основната заплаха днес. Неговата стомана Armox 440T 420-480 HB Brinell е наречена предпочитан енергийно ядене, а нейната здравина улеснява получаването на всякаква форма, като плътно дъно. Дори по-твърдата стомана Armox 500T, с твърдост 480-540 НВ, се счита за материал за защита от взрив.
Както бе споменато по -горе, основната характеристика на Armox Advanced е твърдостта, поради което тази стомана се разглежда от SSAB като де факто керамика. Поради това компанията силно препоръчва да не се формова или заварява, тъй като не трябва да се нагрява над 100 ° C, за да се поддържа твърдостта му. Как да се постигнат подобни нива на защита и тегло в бъдеще с по -формовани материали е много трудна задача днес.
Сред новите бронирани стомани, разбира се, трябва да се отбележи Super Bainite, представен през есента на 2011 г. Разработена от британската DSTL отбранителна научно -технологична лаборатория, новата стомана се произвежда в Tata Steel UK. Той показва много по -добри показатели от стандартната бронирана стомана. Тези характеристики са не само следствие от химичния състав, но и от производствения процес, по -специално термичната обработка с охлаждане с въздух и разтопени соли. Крайният продукт има два пъти по -балистични показатели от валцуваната хомогенна броня.
Южноафриканската компания Aardvark Perroc използва широко стоманата SSAB Armox 500 в своите продукти. Това показва, че дори тази стомана с висока твърдост е способна да абсорбира големи количества енергия.
SSAB произвежда сложни форми от стоманата си Armox 440T, често наричана „енергийно ядене“. Той е много подходящ за структури, изложени на IED. В момента SSAB работи за подобряване на бронените си стомани.
Използването на облицовка IBD FlexiComp позволява производството на обемни защитни елементи, намалявайки броя на слабите места в цялостната система за сигурност
Диаграма на характеристиките на IBD облицовки в зависимост от температурата. Ефектът от високите температури е основна грижа при разполагане на машини в горещ климат
През декември 2012 г. Lockheed Martin UK и Университетът в Съри обявиха нов, по -прост метод за подобряване на защитата и оцеляването на бронираните превозни средства. Учените са разработили метод за обработка на керамични материали с цел подобряване на якостта на сцепление на алуминиевата керамика и керамиката от силициев карбид към композитен субстрат, което значително увеличава здравината на бронята. Прикрепването на керамични плочи към подложката им винаги е било ахилесовата пета на тази технология. Резултатите показаха, че новата техника подобрява силите на сцепление. Тестовете показват, че когато 14,5 мм бронебойни запалителни куршуми са изстреляни по броня, той остава непокътнат.
Технологичното развитие остава основният бизнес на IBD Deisenroth Engineering, докато пасивните решения в момента се възлагат на Rheinmetall Chempro, 51% собственост на Rheinmetall Defense и 49% от семейство Deisenroth.
Когато д -р Улф Дейзенрот разработи четвърто поколение бронирани технологии за различни видове материали, задачата беше да се намали масата, като същевременно се запази нивото на защита, или обратно, да се увеличи нивото на защита за дадена маса, докато новите технологии обещават икономии от над 40%. Те се основават на най-новите открития в областта на пасивната защита, свързани с наноматериали, които включват нанокристална керамика, нанометрична стомана и високоякостни влакна. В сътрудничество със стоманопроизводителите, IBD разработи азотни стомани с висока якост, които са почти наравно със стандартните керамични материали. Тези нови видове стомани могат да бъдат приложени към конструктивни елементи, като същевременно могат да постигнат още по -голяма икономия на тегло, ако се използват в ранните етапи на проектиране. Що се отнася до влакна с висока якост, например IBD C1 HT Liner, те имат характеристики, които са с почти 20% по-високи не само в сравнение със стандартната подплата, но дори с 10% по-високи от другите подплати от IBD; влошаването на техните параметри с повишаване на температурите също е по -бавно, което е особено важно предвид екстремните температури на съвременните бойни полета. В допълнение към наномащабните стомани и нанокерамиката, използвани на новоразработени машини, IBD разработи и нови решения за композитни материали, които позволяват производството на елементи със сложна извита геометрия, което прави възможно постигането на 100% покритие на защитената зона с почти никакви балистични пропуски. Това решение се използва по -специално при производството на дънни елементи, където и най -малката празнина може да компрометира цялата защита.
IBD също има успех в разработването на нанокомпозитни ламинати, които са толкова значително увеличени по здравина, че могат да заменят конструктивните части на машината, като същевременно служат като балистична защита на високо ниво. Поради ниската им повърхностна плътност, общото тегло на това ниво на защита е значително намалено. Тези композити се основават на гореспоменатите нанотехнологични материали от IBD. Разработени са специфични процеси на свързване и се използват за производство на нанокомпозитни ламинати от структурни материали, известни като IBD FlexiComp, с повишена структурна якост и балистични характеристики. С 10% по -малка плътност в сравнение със стандартните ламинати, еластичните свойства на тези материали са два пъти по -високи. Тази висока якост им позволява да бъдат интегрирани в дизайна на машината, докато балистичните характеристики й позволяват да се справя с заплахи на високо ниво, докато материалите FlexiComp имат добър потенциал за намаляване на теглото. Използването им може да бъде въплътено в два различни подхода. Директен подход е да се използват за защита срещу мини и IED като допълнителна броня в арки на колела, калници, като минни плочи и раздалечени вътрешни подове. При формоване на обемни части те могат да заменят други решения, като възли, сглобени чрез заваряване или болтове. Вторият подход е интегрирането на композитни части като люкове, люкове на двигателя, задни врати и рампи. Те съставляват голяма част от общата повърхност на превозното средство и в резултат на това абсолютното намаляване на теглото ще бъде много значително. За STANAG 4569 Ниво 4 това намаление на теглото е 1500 кг за 8х8 машина (вижте таблицата). По отношение на производствените разходи, процесите, разработени от IBD, позволяват производството на композитни части без използването на автоклави, осигурявайки значителна икономия на разходи, особено за големи компоненти, тяхната цена е сравнима с цената на компонентите, произведени по стандартни технологии.
Тези компоненти понастоящем се произвеждат от Rheinmetall Chempro, чиято задача е да овладеят инженерните технологии на IBD Deisenroth, да ги развият в производствен процес, за да постигнат конкурентни цени, да разработят по -нататък специализирани решения и да ги следват до процеса на квалификация на машината. Доставките на компоненти, произведени по най-новите съвременни технологии, започнаха в началото на 2013 г., предимно AMPV машини от KMW-Rheinmetall и средно защитени превозни средства от Iveco DV-KMW. Повече от дузина производители на оригинално оборудване по света скоро ще получат компоненти, които ще им позволят наистина да намалят теглото на своите машини, като по този начин увеличат полезния товар и намалят разходите за жизнения цикъл, съобщиха отдела за защита на Rheinmetall.
Пасивното портфолио на Rheinmetall Chempro включва различни версии на семейството Amap (Advanced Modular Armor Protection). Това семейство използва най -новите технологии, разработени от IBD. Обикновено продуктите на Amap се комбинират, за да осигурят желаната защита срещу голямо разнообразие от заплахи. Сред различните непрозрачни продукти виждаме балистичното решение Amap-B, което осигурява защита срещу стрелково оръжие и боеприпаси със среден калибър, защита от мини Amap-M, Amap-IED, предназначени за борба с IED, лайнери Amap-L, които защитават бойното отделение чрез абсорбиране на вторични шрапнели, Amap-SC срещу HEAT снаряди и накрая решението Amap-X, което предпазва от заплахи, характерни за градските условия.
Новата технология за свързване, разработена от Lockheed Martin UK и Университета в Съри, би могла значително да подобри защитата на бронирани превозни средства като Warrior BMP (по -горе)
Допълнителни модули SidePro-ATR за MBT Leopard
Трябва да се отбележи, че в рамките на Rheinmetall Group, друга компания се занимава с пасивна защита, Rheinmetall Ballistic Protection GmbH, която получи новото си име на 1 януари 2013 г. Преди това се наричаше Rheinmetall Verseidag Ballistic Protection GmbH. Изцяло собственост на Rheinmetall, тази фирма е специализирана в проектирането и производството на бронирани решения за леки военни превозни средства, които използват материали като керамика, модерни метали и специални тъкани.
Въпреки че Ruag Defense все още има решения за динамична защита (активна реактивна броня) в портфолиото си, тя вече не изглежда в очите на потребителите като ултрамодерна компания, способна да увеличи оцеляването на средните и тежките превозни средства. В тази връзка швейцарската компания насочи вниманието си към усъвършенстване на напълно пасивни решения, които могат да се справят с кинетични и оформени заряди. Системата SidePro-ATR надхвърля агресивността на RPG-7, тъй като може да се справи с оформените заряди, използвани в симетрични сценарии, докато базовата версия гарантира балистична защита от ниво 5. SidePro-ATR е показан за първи път на обществеността през 2012 г., тази система е мащабируема и по този начин може да се използва както на бронетранспортьори, така и на танкове. В основната си версия той има дебелина 400 мм и масата му е сравнима с масата на реактивен разтвор (тоест приблизително 300 кг / м2). Тази система е квалифицирана за резервоара Leopard 2A4. Нивото на балистична защита може да бъде значително повишено до степен, че системата ще издържи на удара на 120-мм удължено ядро, въпреки че не бяха предоставени данни в това отношение.
Мащабируемостта на SidePro-ATR му позволява да се използва в симетрични и асиметрични бойни сценарии. Друго решение за борба с кинетични боеприпаси и IED под обозначението SidePro-KE / IED е тествано на бронирана разузнавателна машина Fennek, която е на въоръжение с Германия и Холандия. Основно на керамика, това решение е предназначено за борба с IED от първо поколение. Новите крайпътни бомби, използвани в различни театри, генерират хиляди фрагменти с висока скорост и следователно има нужда от много добри характеристики за много удари. Оттогава Ruag усъвършенства системата KE / IED, като се отдалечи от керамиката и използва неразширяващи се многослойни торби. Новото решение SidePro-KE / IED, достъпно от 2012 г., предлага ниво 4 / ниво 5 защита срещу кинетични оръжия и има изключително висока производителност с много удари. Ако приемем, че шасито е направено от 7 мм балистична стомана, 30 мм панел може да осигури необходимата пълна защита, като системата KE / IED позволява най -малкото наддаване на тегло, в зависимост само от типа превозно средство. Това решение е в очакване на няколко производители.
Ruag финализира SidePro KE / IED. Фотомонтажът показва елементите на система, предназначена да противодейства на нови устройства, които генерират множество фрагменти.
BTR M113, оборудван с пасивна анти-RPG система Iron Wall от Israel Military Industries, съчетаваща пасивна и решетъчна броня
Ceradyne и Cellular Materials International са разработили дънен щит на базата на алуминиева пчелна пита CMI MicroTruss, който абсорбира до една трета от енергията, генерирана при експлозия. По-долу е показан отблизо материалът на MicroTruss.
Пример за намаляване на теглото за машина 8 x 8 с компоненти, направени от IBD FLEXICOMP
Тегло в кг
Plasan Sasa остава един от ключовите играчи в индустрията за пасивни резервации. Не се дават технологични подробности в тази област, докато компанията е активна както при допълнителни резервации, така и в сглобяеми сгради. Вторият подход е възприет с разработването на Mrap от Navistar MaxxPro и M-ATV от Oshkosh. „Това ни позволява да увеличим производството, използвайки работна сила без умения за заваряване, тъй като нашият подход в стил Lego се основава на блокове, съдържащи всички компоненти, които могат да бъдат сглобени за минимално време“, каза източник на компанията. Някои от повече от двеста инженери на компанията работят върху нови решения, които биха могли да бъдат резултат от появата на нови материали или иновативни геометрични решения. Системният подход остава в основата на цикъла на защита.
IMI наскоро разработи редица пасивни и реактивни решения за противодействие на най -новите видове IED, включително различните видове „ударни ядра“от EFP или SFF (Self Formed Fragmentation) и най -новите модели RPG. Компанията предлага решение за пасивна желязна стена, базирано на комбинация от метал и композити, допълнени с решетъчна броня. В зависимост от необходимото ниво на защита, дебелината може да варира между 110 и 150 мм, а теглото между 200 и 230 кг / м2. В момента Iron Wall преминава военни изпитания с израелската армия.
IMI също предлага своята решетъчна броня като самостоятелна система. L -VAS (Лека автомобилна бронирана система - система за брониране за леки превозни средства) е предназначена за защита на превозни средства като бронетранспортьори. За да се намали теглото, системата се основава на композитни материали и реактивни елементи, като последните съдържат минимум енергийни материали. Това намалява косвените загуби, а видът материал избягва риска от вторична детонация на съседни елементи. Според IMI системата L-VAS също така предпазва от 14,5 мм бронебойни патрони и артилерийски фрагменти. Системата е напълно квалифицирана в Израел за своя M113 APC и има специфично тегло приблизително 200 kg / m2.
Предлага се и по -тежка система за вълнолом. Тази реактивна броня, състояща се от метални и композитни елементи, е предназначена да се бори с три основни заплахи: RPG, SFF и EFP. IMI е извършил обширни тестове и в момента продължава с квалификации, за да започне да произвежда разтвор с дебелина 350 - 400 mm и тегло 430 - 450 kg / m2 в края на 2013 г.
Ceradyne е друг основен играч в пасивното резервиране. Според Марк Кинг, президент на Ceradyne, стоманата остава основният материал в бизнеса с резервации, с цел подобряване на производителността и намаляване на разходите. „В Съединените щати движещият фактор е главно цената за закупуване на превозно средство, а не цената на експлоатационния му живот и това работи срещу подобренията“, каза Кинг на конференцията AUSA 2012 г. докато в Съединените щати акцентът беше върху количество, което изведе европейските разработчици на системи за защита пред американските. Кинг обаче подчерта, че в момента Америка напредва, като основно се фокусира върху противоексплозивната защита на шасито, тъй като балистичната защита се разглежда като решен проблем. Интересът на американската армия, отново проявен при решаването на проблема със защитата на дъното на такива превозни средства, като например Humvee (20 милиона долара само за развитие), се оценява положително от Кинг. Ceradyne е един от тези, които определено ще се състезават за договор за модернизацията си. Изискването предвижда максимална защита със значително намаляване на теглото, за да се намали въздействието върху работата на машината.
Ceradyne е разработил решение MicroTruss от Cellular Materials International Inc (CMI). Този порест материал от алуминиева сплав има плътност 58 kg / m2 в сравнение с плътността от 112 kg / m2 на еквивалентен монолитен метален разтвор. Това решение се различава по "V" ъгъла на тялото, равен само на 5 °, което е достатъчно, за да отрази взривната вълна и има маса от 300 кг. MicroTruss гарантира усвояване на до 30% от експлозивната енергия, което не само ограничава въздействието върху капсулата на екипажа, но и намалява вертикалното движение на превозното средство. Ceradyne също участва активно в програмата за резервации на Flyer Gen.2, която е насочена към проекта за Силите за специални операции за GMV 1.1. За да се поддържа транспортируемостта в хеликоптерите V-22, CH-47D и CH-53E, когато масата и ширината трябва да се поддържат в определени граници, компанията е разработила комплект, който осигурява ниво на балистична защита B6 (.357 Magnum) за вратите и покрив.
Polaris Defense и M9 Defense Armor Technology са разработили хибридна стоманена композитна структурна броня, която може значително да намали собственото тегло на Humvee, като същевременно поддържа нивата на защита. Прототипът, показан вдясно, има собствено тегло само 3400 кг, което е с почти 50% по -малко от Humvee със защита от ниво 3.(Обърнете внимание на колелата на колата в долната част)
Защитата е също така да не бъде оставена на бойното поле в случай на пробито колело. Непневматичните колела на Polaris Defense гарантират значително по-добра издръжливост в сравнение със стандартните гуми и могат да издържат на куршум от 12,7 мм. В момента те се предлагат не само за автомобили, включително клас Hummer, но сега тези колела се разработват и за по -тежките автомобили от клас Mraps.
Ceradyne също участва в програмата за морски пехотни превозвачи в партньорство с Lockheed Martin и Patria на превозно средство от морската пехота на базата на финландската Patria AMV. Заслужава да се отбележи, че на 28 ноември 2012 г. беше обявено, че Ceradyne е придобита от 3M Group, което ще й позволи да инвестира повече в научноизследователска и развойна дейност и иновативни решения.
Интегрирането на дизайна и защитата е силно търсено решение за леки превозни средства. На AUSA 2012 Polaris Defense показа прототип на автомобил Humvee с нова концепция, разработена в сътрудничество с M9 Defense. Предизвикателството е да се намали собственото тегло, като същевременно се поддържат и повишават нивата на защита. За да направите това, екипът на Polaris-M9 премахна цялата броня, за да разгледа концепцията за структурна броня. След това всичко беше извадено от колата, остана само голо шаси, а след това върху него беше поставена лека хибридна (стоманено-композитен материал) конструкция. Тази структурна броня може да осигури защита от ниво 3 с маса 70 кг / м2 и с маса 83 кг / м2, тя е в състояние да издържи куршум от 12,7 х 99 мм, въпреки че групата Polaris-M9 е уверена, че могат достигнете ниво 3+ (12, 7 мм бронебойни куршуми). Решението Polaris-M9 също защитава двигателя. Докато стандартният брониран автомобил Hummer тежи приблизително 6 350 кг, предложеното решение позволява теглото му да бъде намалено до 3400 кг. Хибридната структурна броня използва не-екзотичен материал, което позволява на екипа на Polaris-M9 да говори за цената на новото решение, сравнима с цената на настоящите решения. В допълнение, този материал е оформен в сложни форми, което води до безшевни V-образни дъна, наред с други неща. Постигането на желаната форма се постига чрез хидравлично формоване - високоскоростен процес, който помага за намаляване на разходите. Според екипа на Polaris-M9 тази технология може да намали теглото с 40 процента.
Демонстрация на непневматични колела от Polaris Defense
Уравнението за защита включва друг термин, който е пряко свързан с мобилността - колелото. След придобиването на Resilient Technologies, Polaris Defense вече предлага непневматични колела (NPT). Разходът на колела е един от най -важните логистични проблеми в турбинен двигател и решението NPT в много случаи ще помогне за решаването му. Според командването на силите за специални операции в Афганистан конвенционалните гуми изминават приблизително 1300 км, докато колелото NPT, пробито от куршум от 12,7 мм, може да измине повече от 8 000 км и следователно да измести резервните колела от веригата за доставки, като същевременно подобри качеството на каране. Прототипите на NPT вече са направени за превозни средства Hummer. Настоящата цел е набор от NPT колела за 7,7 -тонната машина, което е почти общото тегло на варианта за общо предназначение JLTV. Според представители на компанията моделирането показа, че масата може да достигне 18 тона, с други думи, колелата могат да издържат на автомобил от клас Mrap. С увеличаването на полезния товар технологията остава същата, а симулационните програми на компанията позволяват много точни прогнози. Това, което ще се промени, е материалът, който трябва да се адаптира към масата, който от своя страна тепърва ще се появи в бъдеще.
