Системы для экипажей боевых бронированных машин (часть 1)
Подвесные динамические сиденья позволяют регулировать положение водителя, также как членов экипажа в башне тяжелых боевых машин
Несмотря на то, что современный бой сосредоточен на спешенном солдате, экипажи машин также уделяют повышенное внимание совершенствованию своего снаряжения и оборудования, что позволит им действовать более эффективно в боевых условиях, повысит «комфорт» (т.е. снижение утомляемости и повышение работоспособности), интегрирует каждого члена экипажа в сетецентрическое пространство и, что важнее всего, защитит экипаж от самодельных взрывных устройств (СВУ). В тоже время, защищая экипаж от ударной волны, вибраций, окружающей температуры, пылевой нагрузки и других вредных факторов, сама система должна быть способной функционировать в таких условиях.
Сиденья, снижающие воздействие взрывной волны
Во время выполнения боевой задачи, как правило, большую часть времени экипаж машины сидит. Соответственно, сиденья, которые они используют, влияют на такие факторы как утомляемость и живучесть. В ответ на угрозы, исходящие от мин и СВУ, необходимость защиты сидящего экипажа растет в геометрической прогрессии. Многие, если не большая часть ранений, которые случаются при воздействии вертикальной или горизонтальной взрывной волны на бронированную или тактическую машину, происходят не по причине пробивания брони. Так как повреждения обычно происходят от воздействия ударных волн, конструкция многих устаревших сидений может фактически усилить силу воздействия на человека почти в пять раз. Действительно, не соответствующие требованиям внутренние сиденья и системы фиксации чаще сами становятся причиной гибели или ранения личного состава, чем сама взрывная волна. Одним из самых распространенных увечий экипажа является разрушение позвоночника, когда он мгновенно сжимается под огромным давлением так, что его позвонки разрушаются и раскалываются на части.
Американская армия определила пять основных угроз, приводящих к потерям: лобовые столкновения, соударения вдогон в заднюю часть машины, боковые соударения машин и взрывы СВУ. Еще один фактор, который нужно учесть для дополнительно бронированных машин, например MRAP и HMMWV, это то, что их центр тяжести поднят из-за V-образного противоминного днища и во время маневрирования с целью ухода от столкновения существует повышенный риск опрокидывания, что чревато смертельным исходом, особенно при переворачивании машин с мостов или обочин дорог.
Исходя из сути угрозы, от размещения бронированных сидений внутри бронированных машин может быть мало толку. Скорее, специально сконструированные сиденья, называемые защищенными сиденьями, взрывозащищенными сиденьями, взрывобезопасными сиденьями или, наконец, антитравматическими сиденьями, предназначены для того, чтобы личный состав в машине выжил при больших ускорениях, которые создает детонация взрывчатого вещества вблизи машины или под ней. Упор делается на предотвращение воздействия ударной волны на находящихся внутри людей или, по крайней мере, ее ослабление. Взрыв под днищем обычно становится причиной мгновенной, временной пластической деформации днища. По этой причине взрывобезопасные сиденья обычно крепятся к бортам корпуса, а не к днищу и в идеале оборудованы подножками для ног, чтобы полностью отделить солдата от днища. Еще одно требование – это мощная система фиксации сидящего, которая могла бы предотвратить его смещение при взрыве.
Следует понимать, однако, что взрывобезопасные сиденья являются частью всей машины и не могут рассматриваться отдельно от нее. Каждый тип машины будет реагировать на взрыв по-разному, это определяется, главным образом, такими характеристиками, как общая масса машины, распределение массы внутри машины, профиль днища и тип установленной системы защиты. В результате, каждая комбинация машины, массы и защиты при атаке даст свой особый импульс (ускорение и его продолжительность), который испытают сидящие внутри. Таким образом, при одной и той же мощности взрыва тяжелая машина с хорошо защищенным V-образным днищем передаст меньший импульс по сравнению с более легкой машиной с плоским днищем и слабой защитой.
Следовательно, отсюда вытекает, что необходимо «подстраивать» системы ослабления энергии под платформу с целью гарантирования выживания пассажиров и экипажа. Также следует отметить, что система поглощения энергии подходящая для одной платформы, например, 30-тонной машины MRAP может не дать значительной защиты для более легких машин с плоским днищем. И, независимо от того, какая система снижения энергии взрывной волны установлена, если механизм атаки доставляет гораздо большую энергию, чем та, на которую было рассчитано сиденье, оно не выполнит свое назначение и сидящий на нем получит проблемы.
Далее следует краткое представление некоторых типичных моделей взрывобезопасных моделей, которые в огромном множестве доступны в настоящее время на рынке.
Технология, получившая название Система Динамического Сиденья (Dynamic Seat System), восходит к работам компании Autoflug в области парашютной технологии, но в данном случае она направлена на снижение ударных сил, возникающих при подрыве на мине или СВУ. Система состоит из системы ремней безопасности, соединенных с корпусом посредством шести ограничителей и одного ограничителя Zero-G для удержания солдата на месте в случае переворачивания. Положение сидящего контролируется механическими пружинами и боуденовскими тросами через блок управления, при этом масса сидящего становится движущей силой. Электроника и гидравлика в конструкции не используются.
В то время как в традиционных сиденьях, крепимых к днищу или корпусу, используются ударопоглощающие системы или другие смягчающие системы с целью предотвращения передачи сил на позвоночник и внутренние органы, компания Autoflug создала сиденья по принципу парашютных, с креплением к потолку, избежав при этом жестких металлических связей. Физические законы говорят нам, что сила сжатия не может передаваться через ткань, то есть вы не можете толкать на трос или веревку (теоретически).
Эта система для сидения была внедрена в большое количество программ по всему миру, включая шесть национальных операторов танков LEOPARD 2 в Европе, а также США, установившие эти сиденья на свои танки ABRAMS M1A1 и M1A2 SEP.
Компания Global Seating Systems создала свое семейство CCOPS (Common Crash worthy Occupant Protection System – общая система защиты личного состава в случае аварии) или «See-Cops», в которое входят системы сидений COBRA, VIPER, SIDEWINDER и DIAMONDBACK. Каждая система выполняет специфические задачи; например, спинка DIAMONDBACK складывается вниз, позволяя стрелку вставать на сиденье при ведении стрельбы. Сиденье от GSS было установлено на ряд американских машин MRAP.
Британская компания Creation недавно раскрыла подробности испытаний нового взрывобезопасного сиденья. Компания работала над ним вместе со своим партнером Universal Engineering с целью установки в защищенную машину RANGER. Новое сидение имеет форму ковша, в нем использована технология, взятая от медицинских ортопедических и остеопатических кресел. Рама сиденья крепится не к днищу, а к бортам машины. Это, как показали испытания, позволяет контролировать направленное вверх ускорение, и таким образом, ослабить мощное ударное воздействие. Это сделано за счет двух вертикальных труб, подвешенных на линейных опорах качения. С целью уменьшения силы удара были установлены два телескопических гидравлических демпфера и другие компоненты. Сидящий пристегнут ремнями посредством комплекта четырехточечных ремней безопасности Securon.
Сиденье DIAMONDBACK
Противоминное сиденье для личного состава (Mine Blast Utility Troop Seat) от компании BAE Systems может устанавливаться в самых разных положениях, а именно лицом вперед, вбок или назад, оно может крепиться к переборке, к борту или просто быть рамной конструкции. Это позволяет устанавливать это сиденье на широкую гамму машин. Основная конструкция сиденья включает трубчатую раму с тканевым сиденьем и спинкой, систему поглощения энергии, четырехточечную систему фиксации плюс дополнительно съемный подголовник, убираемый нажатием кнопки, контурную опору для бедер, противовзрывную чашу сиденья и регулируемую спинку сиденья.
В семействе сидений BLASTech от Jankel используется технология сиденья ограничивающего и ослабляющего взрывную волну, которая уже была проверена в боевых условиях. Сиденья созданы для того, чтобы обеспечить выживание при основном импульсе с пиковым ускорением более 2,000 G длительностью более 2 миллисекунд. Сиденья проверены на машинах до уровней, заявленных в стандарте STANAG 4569, в соответствии со строгими требованиями NATO AEP-55 VOL 2. Подставка для ног Footpad - J-Pad (Jankel Pulse Attenuation Device – устройство снижения импульса от Jankel) создана для повышения защиты голеней и ступней военнослужащих. Конструкция подставки оптимизирована таким образом, что обеспечивает разрушение только при таких нагрузках, близких к пиковым, которые допускаются для голени. Автоматическая регулировка массы определяет компенсационное сопротивление сидений для сидящих в диапазоне от 5-го до 95-ого процентиля, что дает возможность солдату подстраивать сиденье под свой вес при помощи рычага прикрепленного к сиденью. Функция перезагрузки определяет второй диапазон применимого ослабления для вторичного события, называемого «швыряние вниз». В момент, когда солдат не имеет веса, блок ослабления перегружается для вторичного события, когда машину «швыряет вниз».
Тепловая нагрузка может иметь драматическое воздействие на производительность солдата в полевых условиях. Научные исследования четко доказывают, что при росте температуры тела, производительность падает. Установки охлаждения GORE Active Cooling Products мощностью до 150 Вт от компании Gore превосходно распределяют хладагент под давлением. Они являются гибким и комфортным переносным решением по снижению тепловой нагрузки на спешенного солдата
Энергопоглощающее сиденье SHOCKRIDE от ArmorWork
В новых взрывобезопасных сиденьях от QinetiQ North America используется инновационная демпфирующая система для смягчения воздействия взрывов мин и СВУ; она сможет обеспечить защиту экипажа и десанта машин самых разных типов
Компания ArmorWorks считается промышленным лидером по разработке энергопоглощающих защитных систем. Компания использует свои ноу-хау в разработке энергопоглощающих сидений для защиты солдат от разрушительного удара взрывной волны.
Основанная в 1996 году, компания ArmorWorks является ведущим поставщиком для военных и правоохранительных органов во всем мире продвинутых продуктов, повышающих живучесть. ArmorWorks разрабатывает и изготавливает перспективные продукты в сфере защиты и повышения живучести с использованием высокотехнологичных материалов для обеспечения реального уровня защиты. Подразделение компании SHOCKRIDE разработало системы сидений поглощающих энергию, которые правительство США протестировало и одобрило с целью повышения защиты личного состава, подвергающегося подрывам на минах.
В новых взрывобезопасных сиденьях от компании QinetiQ North America используется инновационная демпфирующая система для снижения воздействия взрывов мин и СВУ, она способна обеспечить защиту солдат в машинах самых различных моделей. Взрывные и лабораторные тесты показали, что технология смягчения, использованная в этих сидениях, может снизить уровень нагрузки приходящейся на позвоночник и таз солдата с 1800 до 20G (уровень нагрузки, гарантирующий выживаемость). Вдобавок, сиденья спроектированы с учетом эргономических требований с целью обеспечения комфорта при движении, а их отличительными особенностями являются планирование нагрузки и быстрое покидание сидений.
Охлаждение
Было время, когда считалось, что наличие воздушного кондиционирования в военной машине негативно воздействует на имидж «солдата-мачо». Американская армия, например, покупая стандартные коммерческие грузовики, платила лишние деньги за снятие кондиционеров. Но летние температуры внутри машин в Афганистане (и ранее в Ираке) достигают свыше 50°C, а охлаждающие системы более не считаются чем-то ненужным, а наоборот являются неотъемлемой частью оборудования для выполнения боевой задачи. Они предназначены не столько для повышения комфорта экипажа, сколько для поддержания температуры, при которой он не получил бы от теплового удара во время боевой операции. Плюс, конечно, необходимость предотвратить перегрев все возрастающего количества важной бортовой электроники. В то время как системы для экипажа могут смягчить проблему, они являются всего лишь частью комплексной стратегии по снижению температуры. Охлаждение также должно обеспечиваться модулем небольшого объема, размера и массы, с малым потреблением энергии, так как машины уже становятся перегруженными дополнительной броней и системами защиты от возгорания и пожара.
Системы охлаждения экипажей применяются как в качестве неотъемлемой части комплексных систем защиты от ОМП в машинах, которые могут быть герметичны, так и в качестве отдельного компонента комплексной системы защиты от ОМП в машинах, которые могут быть герметичны, или, наконец, в качестве отдельных решений для машин, которые не имеют этой опции, а также как часть обычных систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC).
Компания Bioquell использует обычный цикла парообразования в своих системах охлаждения мощностью 5–9 кВт. Система состоит из испарителя, компрессора напрямую подсоединенного к основному двигателю, конденсора с расходом на выходе 3,2м3/с, блока управления, соответствующих шлангов для хладагента и кабельных жгутов. Охлажденный воздух направляется к индивидуальному месту члена экипажа с целью максимального охлаждения. Система весит примерно 45 кг и имеет размеры 590x380x302 мм.
Южноафриканская компания Booyco Engineering разработала решения по контролю за состоянием окружающей среды, включая системы охлаждения и вспомогательные силовые установки для различных платформ, начиная от штурмовых вертолетов ROOIVALK до корветов. Разработки компании были применены в системе контроля климата экипажа LCCCS (Crew Climate Control System) танка LEOPARD. Этот модуль спроектирован для Австралии и установлен в турнюре ОБТ LEOPARD, также как на минозащищенных машинах RG-31 и 155-мм колесных самоходных гаубицах G6. Система для RG31 была разработана по указанию компании BAE Systems и была поставлена в 2009 году. Система, изготовленная с использованием готовых компонентов, устанавливается под задними сиденьями и использует один общий фильтр для рециркуляции воздуха и свежего воздуха. На испытаниях модуль выдал мощность охлаждения 8 кВт при окружающей температуре 55°C.
Грузовые машины также нуждаются в охлаждении. Компания Red Dot Corp например поставляет модули HVAC для семейства войсковых транспортных средств средней грузоподъемности FMTV (Family of Medium Tactical Vehicles) американской армии.
Вместо охлажденного воздуха в некоторых носимых системах для снижения температуры тела циркулирует охлажденная вода. Они имеют ряд преимуществ, например уменьшение размеров, массы и энергопотребления в сравнении с системами HVAC, некоторые расчеты показывают, что экономия может достигать 70%. Носимые системы также позволяют работать эффективно при открытых люках машины или при положении члена экипажа «по-походному».
Одно из решений в области систем охлаждения экипажа и оборудования, получившее обозначение ICECS (individual crew and equipment cooling systems), было разработано израильской компании компанией Kinetics для ОБТ MERKAVA 3 и 4, эту систему стали устанавливать с 1997 года. Индивидуальное охлаждение создается за счет жилетов с воздушным охлаждением. Система впоследствии была принята другими странами и в настоящее время установлена на ряде платформ, включая пусковую установку ракет HIMARS, самоходную гаубицу M109A6 PALADIN, а также различные машины типа MRAP.
Компания Kinetics изготавливает три носимые системы: обычный/огнестойкий с воздушным охлаждением комбинезон Regular/Fire Resistant Air-Cooled Overall), охлаждаемый воздухом комбинезон с защитой от ОМП (NBC Protected Air-Cooled Overall) и компактный жилет с воздушным охлаждением (Air-Cooled Compact Vest), который создан для ношения под обычной рубашкой или спецодеждой.
Как часть программы Air Warrior, в прошлом году компания Cobham получила по программе индивидуального охлаждения американской армии 110 миллионов долларов на оснащение личного состава армейской авиации. Система представляет собой первую систему охлаждения с микроклиматом, в которой применяется метод циркуляционного охлаждения под давлением, система также спроектирована для установки на наземные машины. Что касается личного состава находящегося на борту воздушных судов, было определено, что длительность выполнения задачи может быть безопасно увеличена до трех часов и более.
Американская армия обратилась с просьбой к компании QinetiQ поставить ее микроклиматические подсистемы охлаждения для установки на наземные системы после квалификации ее для вертолетов UH-60, CH-47D и OH-58D. Ее установят на автомобиль HMMWV и бронированную землеройную машину M9, чье отделение на одного человека находится очень близко к двигателю машины, что приводит к очень высоким температурам. Система обеспечивает охлаждение с мощностью 324 Вт при окружающей температуре 51 °C, масса ее составляет 58 кг.
В феврале компания W. L. Gore & Associates (UK) Ltd. запустила систему активного охлаждения GORE. Это носимая система создана с целью соответствия температурным стандартам, включая британский DefStd 00-35 (климат A1, A2, A3 & B2). Носимая как жилет, система обеспечивает охлаждение тела напрямую и работает совместно с бронежилетом, она подсоединяется через шланг к системе охлаждения оборудования машины. Система огнестойка и герметична, а также спроектирована так, чтобы ее легко можно было снять в случае чрезвычайной ситуации.
Микроклиматическая система охлаждения используется для персонального охлаждения и уменьшения теплового воздействия на лиц, подвергающихся повышенным температурам или носящих одежду, удерживающую тепло. Микроклиматическая система охлаждения - жидкостная (водно-глюколевая жидкость в качестве хладагента) и состоит из установленного в машине блока охлаждения, носимого под верхней одеждой охлаждающего жилета и соединительных трубок со встроенным контрольным устройством
Информация