Обзор систем защиты военнослужащих и военного имущества (Часть 2)
Нательная защита
Современный бронежилет состоит в основном из тканых материалов, в которые обычно вставляются защитные пластины в качестве дополнительного усиления. В то время как это сочетание способно защитить владельца даже от винтовочных пуль стандарта НАТО 7,62 мм x 51мм, тканый материал используется в настоящее время для останова 9-мм пуль, отстрелянных из пистолета.
Основными задачами баллистической защиты являются поглощение и рассеивание энергии баллистического удара. По этой причине бронежилеты, как правило, состоят из нескольких слоев. Их тканые или композитные слои изготовлены из нитей высокопрочных волокон. При ударе пули материал поглощает кинетическую энергию – пистолетная пуля летит на скорости 400 м/с – за счет растяжения волокон и других жестких волокон, которые распределяют нагрузку по большой площади материала. Это замедляет движение пули и, в конечном счете, не дает проникнуть в тело.
Нательная броня, созданная специально для отражения винтовочного огня, должна быть более жесткой, поскольку эти пули летят на скорости примерно 800 м/с. Следовательно, кроме слоев из волокон должны быть вставлены такие прочные материалы, как например, керамические или стальные пластины. Защитные пластины поглощают и рассеивают большее количество кинетической энергии, при этом также затупляется и сама пуля.
Большой проблемой для высокопрочных волокон является их чувствительность к воздействию окружающих факторов, например высоким температурам, повышенной влажности или поту. По данным экспертов это может ускорить их естественный процесс старения и, в конечном счете, может сделать их уязвимыми к разложению. Следовательно, специальные защитные слои бронежилета должны быть сами защищены от подобного воздействия окружающей среды с целью обеспечения длительного срока службы.
Хотя никто и не сомневается в том, что носимая солдатом нательная защита может снизить смертность и число ранений, причиненных стрелковым оружием или подрывами на минах, но сама по себе она может быть тяжелой, громоздкой и некомфортной для носки. Эти три фактора мотивировали исследователей во всем мире на разработку нательной брони, которая как никогда эффективна в обеспечении защиты, и в то же время не мешает движениям владельца. Важный шаг был сделан в июле 2012 года, когда американские военные провели тестирование нательной защиты, созданной специально для мужчин и женщин. До сих пор женщины и мужчины носили одинаковую защиту, которая с самого начал создавалась для военных-мужчин.
Защитное нижнее белье от ArmorWorks обеспечивает превосходную свободу движений при оптимальной противовзрывной защите от СВУ . Обтягивающий атлетический дизайн предлагает максимальный комфорт
Ученые изучают вещества известные как неньютоновские жидкости (вязкопластичные жидкости) с целью создания эффективных форм набивочного материала для легких и гибких элементов защиты. В отличие от воды неньютоновские жидкости меняют свои характеристики при приложении к ним внешнего воздействия, например, утолщаются при интенсивном перемешивании
Наряду с адаптацией нательной защиты к физическим особенностям мужчин и женщин, еще одним важным аспектом повышения комфорта является снижение массы будущих моделей нательной защиты. Ответ может быть найден в применении так называемых неньютоновских или вязкопластичных жидкостей. В отличие от таких ньютоновских жидкостей, как например, вода, неньютоновские жидкости обладают важными характеристиками, они меняют свои свойства при приложении к ним давления. В настоящее время, в большей части моделей нательной защиты используется сочетание Кевлара и металлических или керамических пластин. В качестве защиты торса кевларовая ткань предотвратит проникновение пули, но не ослабит ее кинетическую энергию. То есть, она должна быть остановлена за кевларовой тканью. Это могут сделать пластины, но они увеличивают массу нательной защиты. Тем не менее, прогресс в неньютоновских жидкостях продвигается. Сингапурская компания Softshell разработала материал известный как ID Flex, который потенциально является «активным ингредиентом» в перспективных изделиях нательной защиты для военных и силовиков, но может применяться в спортивных товарах и как составная часть защитных корпусов бытовой электроники, например мобильных телефонов.
BAE Systems и компания D3O Impact Protection, преимущественно производящая спортивные товары, также рассчитывают продавать продукцию для военных и гражданских потребителей.
Еще одно решение проблемы излишнего веса нательной защиты может быть найдено у обыкновенного домашнего паука. Нить, которую прядут пауки для создания своей паутины, долгое время завораживала ученых. Тот, кто очищал от паутины углы пыльных комнат, мог бы подтвердить тот факт, что эти паутины изготовлены из материала на внешний вид тонкого, но, однако прочного и эластичного. В немецком Гейдельбергском институте теоретических исследований ведутся работы по изучению того, что делает нить пауков такой прочной. По существу, пауки вырабатывают паутину, которая по расчетам в три разе гибче кевлара и в пять раз прочнее стали. Тем не менее, разработка искусственной паутины далеко не так проста. К препятствиям здесь можно отнести расшифровку ДНК паутинной нити и разработку способов массового производства протеина, из которого состоит эта нить.
Для приложений нательной защиты, критичных к весу, компания Ceradyne рекомендует карбид бора и карбид кремния горячего прессования, которые имеют высокую массовую эффективность (отношение поверхностной плотности брони к общей площади бронирования) и пригодны к производству в больших объемах. Композиты вертикально интегрируются с керамикой на основе карбида бора и карбида кремния горячего прессования с целью создания прочной защиты с многоударными характеристиками. Для того, чтобы гарантированно получить современные керамические материалы с высочайшими характеристиками для решений с наилегчайшей массой, компания Ceradyne использует собственное стрельбище для испытаний материалов и моделей бронежилетов против широкого набора угроз, вплоть до бронебойных пуль калибра 7,62 мм. Керамическая лицевая сторона легкой нательной жизни раскалывает пулю при ударе. Эффективность керамики улучшена за счет патентованного слоя-подложки, который обеспечивает структурную поддержку и поглощает остаточную энергию. Высокая твердость и прочность в сочетании с низкой плотностью придают уникальные качества керамике как основному компоненту продвинутых систем защиты.
Подразделение компании Morgan Advanced Materials фирма Composites and Defence Systems недавно получила от канадского правительства два контракта на разработку бронежилетов, в которых упор будет сделан на легкую низкопрофильную конструкцию с улучшенными характеристиками пластин персональной защиты. Новый бронежилет будет соответствовать требованиям по защите от различных угроз, включая требования к многоударности. Эти два контракта рассчитаны до марта 2016 года с опциональным производством, продленным до марта 2021 года.
Программа по разработке защиты компании Morgan точно соответствует целям, поставленным канадской так называемой Первой обороной стратегией, которая гарантирует большую долю местного содержимого исходя из возможностей канадской промышленности. Недавний контракт на разработку – это расширение впечатляющего портфолио компании, которая поставляет пластины не только британскому минобороны, но также американской армии и специальным подразделениям.
«Мы довольны выполнением этих двух престижных контрактов, что подчеркивают нашу превосходную репутацию в промышленности», – сказал президент Morgan Advanced Materials Дункан Элдридж. – Новые пластины демонстрируют обязательства государства по разработке защиты для солдат и мы понимаем, что эти новые броневые пластины сыграют в этом свою важную роль».
Компания Zebra Sun изготовила для ведущих компаний-производителей нательной защиты в Европе и США и экспортировала свыше 350000 шлемов, а также полный диапазон изделий нательной защиты по всему миру. Преимущество компании лежит в разработке и производстве эффективных процессов производства, ведущих к продукции высокого качества.
Шлем Dyneema HD80 Helmet Shell. PLASTAZOTE HD80 – это материал с относительно высокой прочностью на сжатие 0,60 МПа. Он поглощает энергию за счет упругой и неупругой деформации. Хотя он потеряет определенную способность поглощать энергию после удара, этот материал останется неповрежденным и обеспечит определенную защиту от последующих попаданий
Специалист Ариэль Мэллу, член снайперской группы в 101-ой воздушно-десантной дивизии, впервые тестирует свой прототип улучшенного тактического жилета Improved Outer Tactical Vest третьего поколения. Эти прототипы с укороченной длиной торса и другими улучшениями созданы специально для женщин-военнослужащих. Они проходили тестирование в течение нескольких недель в Форт-Кэмпбелле. Американская армия использует Солполиарамид для снижения массы и повышения уровня защиты
Броня для машин
Компания AmSafe Bridport со своей системой защиты от РПГ TARIAN недавно получила контракт британского министерства обороны на системы улучшенной защиты для своих машин. Контракт включает поставку нескольких сотен комплектов TARIAN RPG Armour System для нескольких типов машин, которые в настоящее время эксплуатируются в Афганистане. Контракт стоимостью 10,6 миллионов фунтов был завершен к концу 2013 года. По сравнению с традиционными решетчатыми экранами TARIAN обеспечивает улучшенную защиту и поскольку эти комплекты значительно легче, то, по данным компании, это позволит машинам работать более эффективно. Начиная с мая 2009 года, система TARIAN устанавливалась на машинах в Афганистане, а с апреля 2011 года наряду с ремонтными комплектами QUICKSHIELD стала устанавливаться для замены поврежденной решетчатой брони.
Компания Ceradyne поставляет системы бронирования транспортных средств DEFENDER, которые включают новейшие продукты, повышающие уровни защиты колесных боевых машин и машин материально-технического обеспечения. Ceradyne тесно сотрудничает с поставщиками оригинальных систем с целью обеспечения адаптированных решений по композиционной броне для легких боевых машин, которые позволяют конструкторам «выжать» максимальные преимущества из ограниченной грузоподъемности этих транспортных средств и обеспечить максимальную выживаемость водителей и пассажиров.
Компания General Dynamics использует новую модульную систему бронирования для семейства Specialist Vehicle (SV) британской армии, которая соответствует самым жестким требованиям STANAG по противоминной защите
В модульной системе бронирования и противовзрывной защиты RAMTECH2 от Ceradyne используются различные современные легкие материалы для прямого применения на колесных тактических машинах. Материалы RAMTECH2 соответствуют или превосходят требования к уровням защиты, определенным в долгосрочной стратегии бронирования Long Term Armor Strategy (LTAS) американской армии и STANAG 4569 НАТО.
Компания IBD Deisenroth Engineering разработала концепцию живучести Evolution Survivability Concept для защиты средних платформ и ОБТ от серьезных угроз. В этой концепции применены новейшие нанотехнологии, интегрированные в семейство изделий IBD PROTech, и она уже была применена в нескольких проектах модернизации основных боевых танков.
Используя новейшие модульные композитные технологии, компания Rheinmetall разрабатывает системные решения для защиты наземных систем от баллистических угроз, наземных мин и СВУ. Компания Rheinmetall Defence предоставляет модульные, независимые от производителей оригинальных материалов проекты, варьирующиеся от программ по модернизации и решений по удовлетворению срочных оперативных потребностей до полностью новых разработок. Одной из сложнейших задач для современных военных является оснащение транспортных средств, вертолетов и кораблей максимально возможной защитой при сведении к минимуму массы дополнительной защиты. Система VERHA-Land (Versatile Rheinmetall Armour) изготавливается из различных материалов, испытанных на соответствие боевому применению, например арамида с индивидуальным покрытием, полиэтилена с улучшенными характеристиками и стекловолокна. Против угроз высокого уровня эти материалы могут комбинироваться с различными типами баллистической керамики для получения лучшей защиты и сохранения оптимальной подвижности.
Защита бронированных машин – это повышение уровня безопасности, а для экипажа даже дело жизни и смерти. Для усиления защиты от угроз любого типа компания RUAG разработала различные эффективные, модульные и простые в установке системы, которые все были проверены в боевых условиях.
Системы защиты бортов от RUAG высокоэффективны и легко устанавливаются. Размеры и форма модулей защиты адаптируются под машины и требования. По данным компании RUAG модульная защита не ухудшает подвижность.
Компания RUAG, будучи производителем машин, имеющим подразделение по системам защиты, знает, как машина движется, и поэтому находит самые разумные решения, не добавляющие излишнюю массу, которая является большой проблемой на современном поле боя.
Компания RUAG поставляет системы защиты транспортных средств SidePRO, которые включают в себя новейшие изделия защиты для колесных и гусеничных машин боевого и материально-технического обеспечения. В этих решениях по защите используется множество современных защитных материалов с целью получения системных решений, которые соответствуют потребностям солдата и противостоят широко распространенным на поле боя угрозам. Эти продвинутые современные системы являются модульными и адаптируемыми под локальные угрозы; они позволяют быстро и эффективно подстраиваться под уровни броневой защиты и повышенной живучести.
SidePRO-ATR – высокотехнологичная, полностью интегрируемая, модульная система пассивной защиты для средних БТР и ОБТ, в которой используются различные легкие материалы для непосредственного применения на этих машинах
В боевых стрельбах компания RUAG продемонстрировала многоударные возможности системы защиты SidePRO-ATR, которая была обстреляна реактивными гранатами РПГ-7ВМ. Все четыре гранаты были остановлены, подтвердив возможности системы полностью пассивной защиты SidePRO-ATR противостоять кинетическим и фугасным снарядам, ударным ядрам и РПГ.
Во время тех же испытаний компания RUAG продемонстрировала возможности SidePRO-KE/IED при попадании стандартных бронебойно-зажигательных пуль 14,5x114 B32 (моделирование РПГ атаки) и детонации артиллерийского снаряда (моделирование взрыва придорожной мины или СВУ). SidePRO-KE/IED остановила все пули, продемонстрировав свои многоударные возможности. Ущерб после взрыва артиллерийского СВУ был очень небольшим, основной слой не был пробит, все многочисленные осколки были остановлены системой SidePRO-KE/IED, которая, таким образом, подтвердила свои превосходные защитные качества.
Обе системы SidePRO-ATR и SidePRO-KE/IED со своими превосходными многоударными возможностями, защищающие транспортные средства от воздействия множественных снарядов, взрывов и осколков, являются совершенным решением на сегодняшнем ТВД. Они добавляют очень небольшую массу, обеспечивая при этом превосходную защиту с минимальным снижением маневренности и запаса хода.
В системе SidePRO LASSO от компании RUAG используется новые материалы и методы крепления к транспортному средству. Крепление элементов сетки в одной точке (а не в двух как в прежнем варианте) позволяет обеспечить постоянный доступ ко всем оригинальным компонентам машины, например лебедке и буксирной тяге
На выставке DSEi 2013 компания RUAG Defence показала новейшие усовершенствования для своей системы защиты SidePRO-LASSO. Она была создана в тесном взаимодействии с действующими подразделениями, в результате чего конструкторы добились снижения массы до 30% и увеличения защищаемой зоны транспортного средства. Система SidePRO-LASSO спасает жизни солдат с 2007 года. Это система защиты в виде сетки может устанавливаться на любую бронированную машину с целью повышения уровня защиты от РПГ – основной угрозы, перед которой в настоящее время стоят военные в современных асимметричных конфликтах. Она использовалась рядом международных контингентов в миротворческих операциях по всему миру.
Инженеры швейцарской компании RUAG благодаря тесным связям с действующими подразделениями и их боевому опыту доработали и усовершенствовали систему SidePRO-LASSO. Усовершенствования коснулись как материала, так и метода крепления SidePRO-LASSO к машине. Крепление сетки в одной, а не в двух точках обеспечивает большую гибкость, поскольку сохраняет постоянный доступ ко всем оригинальным элементам машины, например лебедке или буксирной тяге. Прежде пользователь должен был выбирать между доступом ко всем этим элементам или защитой, а теперь может иметь и то и другое одновременно, что, таким образом, увеличивает общую защищенную площадь машины.
Масса являются важнейшим фактором при выборе системы защиты. Система защиты не должна накладывать лишние ограничения на машину и каким-то образом ухудшать прежние характеристики. Масса SidePRO-LASSO была уменьшена за счет замены предыдущего способа крепления системы на машину более технологичным. В настоящее время вместо двух тяжелых стальных кронштейнов используется один алюминиевый. Это не только повышает эксплуатационную гибкость системы как уже было сказано выше, но снижает общую массу до 12 кг/м2, то есть примерно на 30%.
Кроме работ по SidePRO-LASSO компания RUAG имеет опыт в решениях защиты для крыши, бортов и днища транспортных средств. Как разработчик и поставщик материалов компания RUAG использует свой богатый опыт для создания специализированных решений для соответствия особым требованиям каждого заказчика.
На выставке DSEi 2013 была показана новая система Soft Armour от компании Saab. Система Soft Armour предлагает защиту от баллистического угроз вплоть до бронебойных пуль калибра 7,62-мм стандарта НАТО (STANAG Уровень III). Поскольку система модульная, она может устанавливаться на уже существующие структуры или машины, требующие дополнительной защиты. Система Soft Armour от компании Saab имеет модульную концепцию, созданную для повышения живучести, она может устанавливаться на любую конструкцию перед выполнением задачи или даже на уже существующие конструкции, находящиеся на оперативном театре. Уникальный керамический материал защищает от баллистических атак. Soft Armour – это патентованная технология баллистической защиты, которая обеспечивает безопасность людей в опасном внешнем окружении. Soft Armour также защищает ценное вооружение и объекты. Soft Armour защищает от стрелковых боеприпасов, включая бронебойные. Система имеет меньшую общую стоимость по сравнению с керамической и композитной защитой, высокую эксплуатационную гибкость, многоударные свойства, также возможно ее повторное использование.
Компания Marshall Land Systems объединила усилия с израильской Plasan по разработке UltraFLEXFENCE, представляющую собой наращиваемую модульную систему защиты, которую можно устанавливать на самые разные машины. Этот комплект развертывается в рамках требования британского минобороны по системе защиты от РПГ, которое предусматривает установку UltraFLEXFENCE на британские машины, работающие в Афганистане. Компания BAE Systems разработала систему защиты L-ROD RPG исходя из инициативы DARPA (Управление перспективных исследований и разработок министерства обороны США), предусматривающую разработку комплекта защиты от РПГ, который мог бы устанавливаться на AM General HMMWV и машины категории MRAP. В результате были созданы решетчатые экраны из алюминиевого сплава, устанавливаемые вокруг транспортного средства. Защита в форме решетчатых экранов предлагает хорошую защиту от угрозы РПГ, хотя многие комплекты конструируются из стали, что может повысить массу. Для снижения массы компания BAE Systems использует в большей мере алюминий, а не сталь. Броня LAST от Qinetiq может адаптироваться под конкретные угрозами, включая огонь из стрелкового оружия, бронебойные пули крупнокалиберных пулеметов, 30-мм автоматические пушки и самодельные взрывные устройства.
Комплекты защиты Q-Net для тактических автомобилей могут быть поставлены в войска, где экипажи сами могут без проблем установить их
В системе защиты Q-Net от Qinetiq используется сетка для защиты от РПГ различных тактических и легкобронированных машин. Ее относительно небольшой вес и небольшая стоимость обеспечивают защиту от РПГ со всех углов, включая атаки сверху. ArmorWorks поставляет высокотехнологичную броневую защиту, которая установлена не только на нескольких американских машинах, но и на машинах армий многих стран мира. ArmorWorks не изготавливает материалы, а является проектировщиком и производителем брони военного назначения и специализируется на технологиях систем защиты. Компания ArmorWorks изготовила свыше 300 000 компонентов керамической и композитной брони для множества приложений защиты личного состава, летательных аппаратов и транспортных средств.
Компания TNO разработала особый метод тестирования для оценки баллистических характеристик противоосколочных подбоев. Хотя нет предписанных международных стандартов, компания TNO может точно и последовательно определять уменьшение угла осколков как результат использования противоосколочных подбоев. Внизу обстрел тестовых пластин. Слева пластина без противоосколочного подбоя, справа – с противоосколочным подбоем
Перспективная защита
По данным экспертов, углеродные нанотрубки (УНТ) представляют собой идеальный материал для перспективных бронежилетов в связи со своим уникальным сочетанием чрезвычайно высокого модуля упругости и высокой деформации при пределе текучести. Проблема высококачественных волокон состоит в их чувствительности к влиянию внешних условий, например к высокой температуре. УНТ (полые цилиндры углерода толщиной в один атом) могут иметь очень высокую твердость. При внедрении их, например, в плитку композиционного материала с полимерной матрицей они с большой вероятностью деформируют и разрушат снаряд. Благодаря своей уникальной комбинации высокого модуля упругости и высокой деформации разрушения они могли бы за счет эластичности поглотить огромное количество энергии. Эти свойства могут заставить пулю отскочить или изменить направление, что обеспечило бы защиту от тупых травм и в то же время улучшило бы многоударные характеристики.
Такие нановолоконные трубки также имеют характеристики, которые позволяют их плести из них ткань или включать в композиционные материалы. В качестве тканых или нетканых материалов или композитных волокон углеродные нанотрубки могли бы достичь превосходных баллистических характеристик. Включенные в нынешние волокна они могли бы улучшить их баллистические характеристики за счет повышения прочности, жесткости и ударной вязкости. Например, их можно включать во вставки из композитного материала с полимерной матрицей, стали или керамики для повышения твердости, жесткости и эрозионной стойкости.
Компании IBD Deisenroth Engineering в своих исследованиях открыла, что некоторые натуральные волокна с филаментами (тонкими волокнами) нанометрического порядка имеют превосходные динамические свойства, превосходящие динамические свойства других современных волокон, даже арамидных и полиэтиленовых. Ламинаты, изготовленные с этими натуральными волокнами, могли бы использоваться для создания высокопрочных конструктивных элементов для транспортных средств и воздушных судов, имеющих хорошие защитные характеристики, меньшую массу и меньшую стоимость. Исследования IBD показали, что благодаря микроскопической структуре, некоторые натуральные нановолокна имеют выдающиеся характеристики поглощения энергии.
Лаборатория оборонной науки и технологии (DSTL) и компания Kennametal Manufacturing совместно финансируют центр по разработке защитных материалов стоимостью 2 миллиона фунтов. Он станет крупнейшим в Европе и в нем будет 50 сотрудников. Он будет разрабатывать полноразмерные компоненты из керамической брони для защиты людей и машин, достаточно большие для проведения полноценных ударных испытаний.
DSTL уже работает с компанией Tata Steel в Порт Тальботе по разработке продвинутой стальной брони и вскоре лаборатория станет британским центром современных технологий бронирования военного назначения.
Tata Steel в Европе поставляет несколько специализированных решений, которые решают текущие задачи по обороне и безопасности, варьируясь от изделий обеспечивающих отличную защиту от минных атак и до высокотехнологичных компонентов для военного снаряжения. Ассортимент материалов, изделий и сервисов от Tata Steel довольно обширен: стальные пластины и секции, броневая сталь, противовзрывные структуры, безопасность периметров, барьеры для транспортных средств, а также технические консультации и решения.
Совершенствование разработки и производства в Великобритании поможет также уменьшить зависимость от импорта керамической брони и сделает ее более доступной при разработках любых перспективных машин и нательной защиты.
Броневая защита далека от статичной науки, она постоянно развивается. Старое изречение о том, что война ускоряет научные разработки, несомненно подтверждается в последние годы. Гигантскими шагами шло развитие систем защиты, особенно защиты людей и транспортных средств. Очевидно, что это движение сохранит свой темп и после того, как НАТО выйдет из Афганистана в 2014 – 2015 годах. Существует опасность, однако, что у военных ведомств во всем мире появится искушение урезать бюджеты на исследования и разработку систем защиты, поскольку вывод из этой проблемной страны завершен. Еще одна опасность, которую никогда не надо сбрасывать со счетов, состоит в том, что уровни защиты, эквивалентные тому, что доступно на сегодняшний день, будут востребованы в будущих конфликтах.
Использованы материалы:
www.monch.com
www.baesystems.com
www.saabgroup.com
www.ruag.com
www.polaris.com
www.dyneema.com
www.tencate.com
www.osg.co.il
Современный бронежилет состоит в основном из тканых материалов, в которые обычно вставляются защитные пластины в качестве дополнительного усиления. В то время как это сочетание способно защитить владельца даже от винтовочных пуль стандарта НАТО 7,62 мм x 51мм, тканый материал используется в настоящее время для останова 9-мм пуль, отстрелянных из пистолета.
Основными задачами баллистической защиты являются поглощение и рассеивание энергии баллистического удара. По этой причине бронежилеты, как правило, состоят из нескольких слоев. Их тканые или композитные слои изготовлены из нитей высокопрочных волокон. При ударе пули материал поглощает кинетическую энергию – пистолетная пуля летит на скорости 400 м/с – за счет растяжения волокон и других жестких волокон, которые распределяют нагрузку по большой площади материала. Это замедляет движение пули и, в конечном счете, не дает проникнуть в тело.
Нательная броня, созданная специально для отражения винтовочного огня, должна быть более жесткой, поскольку эти пули летят на скорости примерно 800 м/с. Следовательно, кроме слоев из волокон должны быть вставлены такие прочные материалы, как например, керамические или стальные пластины. Защитные пластины поглощают и рассеивают большее количество кинетической энергии, при этом также затупляется и сама пуля.
Большой проблемой для высокопрочных волокон является их чувствительность к воздействию окружающих факторов, например высоким температурам, повышенной влажности или поту. По данным экспертов это может ускорить их естественный процесс старения и, в конечном счете, может сделать их уязвимыми к разложению. Следовательно, специальные защитные слои бронежилета должны быть сами защищены от подобного воздействия окружающей среды с целью обеспечения длительного срока службы.
Хотя никто и не сомневается в том, что носимая солдатом нательная защита может снизить смертность и число ранений, причиненных стрелковым оружием или подрывами на минах, но сама по себе она может быть тяжелой, громоздкой и некомфортной для носки. Эти три фактора мотивировали исследователей во всем мире на разработку нательной брони, которая как никогда эффективна в обеспечении защиты, и в то же время не мешает движениям владельца. Важный шаг был сделан в июле 2012 года, когда американские военные провели тестирование нательной защиты, созданной специально для мужчин и женщин. До сих пор женщины и мужчины носили одинаковую защиту, которая с самого начал создавалась для военных-мужчин.
Защитное нижнее белье от ArmorWorks обеспечивает превосходную свободу движений при оптимальной противовзрывной защите от СВУ . Обтягивающий атлетический дизайн предлагает максимальный комфорт
Ученые изучают вещества известные как неньютоновские жидкости (вязкопластичные жидкости) с целью создания эффективных форм набивочного материала для легких и гибких элементов защиты. В отличие от воды неньютоновские жидкости меняют свои характеристики при приложении к ним внешнего воздействия, например, утолщаются при интенсивном перемешивании
Наряду с адаптацией нательной защиты к физическим особенностям мужчин и женщин, еще одним важным аспектом повышения комфорта является снижение массы будущих моделей нательной защиты. Ответ может быть найден в применении так называемых неньютоновских или вязкопластичных жидкостей. В отличие от таких ньютоновских жидкостей, как например, вода, неньютоновские жидкости обладают важными характеристиками, они меняют свои свойства при приложении к ним давления. В настоящее время, в большей части моделей нательной защиты используется сочетание Кевлара и металлических или керамических пластин. В качестве защиты торса кевларовая ткань предотвратит проникновение пули, но не ослабит ее кинетическую энергию. То есть, она должна быть остановлена за кевларовой тканью. Это могут сделать пластины, но они увеличивают массу нательной защиты. Тем не менее, прогресс в неньютоновских жидкостях продвигается. Сингапурская компания Softshell разработала материал известный как ID Flex, который потенциально является «активным ингредиентом» в перспективных изделиях нательной защиты для военных и силовиков, но может применяться в спортивных товарах и как составная часть защитных корпусов бытовой электроники, например мобильных телефонов.
BAE Systems и компания D3O Impact Protection, преимущественно производящая спортивные товары, также рассчитывают продавать продукцию для военных и гражданских потребителей.
Еще одно решение проблемы излишнего веса нательной защиты может быть найдено у обыкновенного домашнего паука. Нить, которую прядут пауки для создания своей паутины, долгое время завораживала ученых. Тот, кто очищал от паутины углы пыльных комнат, мог бы подтвердить тот факт, что эти паутины изготовлены из материала на внешний вид тонкого, но, однако прочного и эластичного. В немецком Гейдельбергском институте теоретических исследований ведутся работы по изучению того, что делает нить пауков такой прочной. По существу, пауки вырабатывают паутину, которая по расчетам в три разе гибче кевлара и в пять раз прочнее стали. Тем не менее, разработка искусственной паутины далеко не так проста. К препятствиям здесь можно отнести расшифровку ДНК паутинной нити и разработку способов массового производства протеина, из которого состоит эта нить.
Для приложений нательной защиты, критичных к весу, компания Ceradyne рекомендует карбид бора и карбид кремния горячего прессования, которые имеют высокую массовую эффективность (отношение поверхностной плотности брони к общей площади бронирования) и пригодны к производству в больших объемах. Композиты вертикально интегрируются с керамикой на основе карбида бора и карбида кремния горячего прессования с целью создания прочной защиты с многоударными характеристиками. Для того, чтобы гарантированно получить современные керамические материалы с высочайшими характеристиками для решений с наилегчайшей массой, компания Ceradyne использует собственное стрельбище для испытаний материалов и моделей бронежилетов против широкого набора угроз, вплоть до бронебойных пуль калибра 7,62 мм. Керамическая лицевая сторона легкой нательной жизни раскалывает пулю при ударе. Эффективность керамики улучшена за счет патентованного слоя-подложки, который обеспечивает структурную поддержку и поглощает остаточную энергию. Высокая твердость и прочность в сочетании с низкой плотностью придают уникальные качества керамике как основному компоненту продвинутых систем защиты.
Подразделение компании Morgan Advanced Materials фирма Composites and Defence Systems недавно получила от канадского правительства два контракта на разработку бронежилетов, в которых упор будет сделан на легкую низкопрофильную конструкцию с улучшенными характеристиками пластин персональной защиты. Новый бронежилет будет соответствовать требованиям по защите от различных угроз, включая требования к многоударности. Эти два контракта рассчитаны до марта 2016 года с опциональным производством, продленным до марта 2021 года.
Программа по разработке защиты компании Morgan точно соответствует целям, поставленным канадской так называемой Первой обороной стратегией, которая гарантирует большую долю местного содержимого исходя из возможностей канадской промышленности. Недавний контракт на разработку – это расширение впечатляющего портфолио компании, которая поставляет пластины не только британскому минобороны, но также американской армии и специальным подразделениям.
«Мы довольны выполнением этих двух престижных контрактов, что подчеркивают нашу превосходную репутацию в промышленности», – сказал президент Morgan Advanced Materials Дункан Элдридж. – Новые пластины демонстрируют обязательства государства по разработке защиты для солдат и мы понимаем, что эти новые броневые пластины сыграют в этом свою важную роль».
Компания Zebra Sun изготовила для ведущих компаний-производителей нательной защиты в Европе и США и экспортировала свыше 350000 шлемов, а также полный диапазон изделий нательной защиты по всему миру. Преимущество компании лежит в разработке и производстве эффективных процессов производства, ведущих к продукции высокого качества.
Шлем Dyneema HD80 Helmet Shell. PLASTAZOTE HD80 – это материал с относительно высокой прочностью на сжатие 0,60 МПа. Он поглощает энергию за счет упругой и неупругой деформации. Хотя он потеряет определенную способность поглощать энергию после удара, этот материал останется неповрежденным и обеспечит определенную защиту от последующих попаданий
Специалист Ариэль Мэллу, член снайперской группы в 101-ой воздушно-десантной дивизии, впервые тестирует свой прототип улучшенного тактического жилета Improved Outer Tactical Vest третьего поколения. Эти прототипы с укороченной длиной торса и другими улучшениями созданы специально для женщин-военнослужащих. Они проходили тестирование в течение нескольких недель в Форт-Кэмпбелле. Американская армия использует Солполиарамид для снижения массы и повышения уровня защиты
Броня для машин
Компания AmSafe Bridport со своей системой защиты от РПГ TARIAN недавно получила контракт британского министерства обороны на системы улучшенной защиты для своих машин. Контракт включает поставку нескольких сотен комплектов TARIAN RPG Armour System для нескольких типов машин, которые в настоящее время эксплуатируются в Афганистане. Контракт стоимостью 10,6 миллионов фунтов был завершен к концу 2013 года. По сравнению с традиционными решетчатыми экранами TARIAN обеспечивает улучшенную защиту и поскольку эти комплекты значительно легче, то, по данным компании, это позволит машинам работать более эффективно. Начиная с мая 2009 года, система TARIAN устанавливалась на машинах в Афганистане, а с апреля 2011 года наряду с ремонтными комплектами QUICKSHIELD стала устанавливаться для замены поврежденной решетчатой брони.
Компания Ceradyne поставляет системы бронирования транспортных средств DEFENDER, которые включают новейшие продукты, повышающие уровни защиты колесных боевых машин и машин материально-технического обеспечения. Ceradyne тесно сотрудничает с поставщиками оригинальных систем с целью обеспечения адаптированных решений по композиционной броне для легких боевых машин, которые позволяют конструкторам «выжать» максимальные преимущества из ограниченной грузоподъемности этих транспортных средств и обеспечить максимальную выживаемость водителей и пассажиров.
Компания General Dynamics использует новую модульную систему бронирования для семейства Specialist Vehicle (SV) британской армии, которая соответствует самым жестким требованиям STANAG по противоминной защите
В модульной системе бронирования и противовзрывной защиты RAMTECH2 от Ceradyne используются различные современные легкие материалы для прямого применения на колесных тактических машинах. Материалы RAMTECH2 соответствуют или превосходят требования к уровням защиты, определенным в долгосрочной стратегии бронирования Long Term Armor Strategy (LTAS) американской армии и STANAG 4569 НАТО.
Компания IBD Deisenroth Engineering разработала концепцию живучести Evolution Survivability Concept для защиты средних платформ и ОБТ от серьезных угроз. В этой концепции применены новейшие нанотехнологии, интегрированные в семейство изделий IBD PROTech, и она уже была применена в нескольких проектах модернизации основных боевых танков.
Используя новейшие модульные композитные технологии, компания Rheinmetall разрабатывает системные решения для защиты наземных систем от баллистических угроз, наземных мин и СВУ. Компания Rheinmetall Defence предоставляет модульные, независимые от производителей оригинальных материалов проекты, варьирующиеся от программ по модернизации и решений по удовлетворению срочных оперативных потребностей до полностью новых разработок. Одной из сложнейших задач для современных военных является оснащение транспортных средств, вертолетов и кораблей максимально возможной защитой при сведении к минимуму массы дополнительной защиты. Система VERHA-Land (Versatile Rheinmetall Armour) изготавливается из различных материалов, испытанных на соответствие боевому применению, например арамида с индивидуальным покрытием, полиэтилена с улучшенными характеристиками и стекловолокна. Против угроз высокого уровня эти материалы могут комбинироваться с различными типами баллистической керамики для получения лучшей защиты и сохранения оптимальной подвижности.
Защита бронированных машин – это повышение уровня безопасности, а для экипажа даже дело жизни и смерти. Для усиления защиты от угроз любого типа компания RUAG разработала различные эффективные, модульные и простые в установке системы, которые все были проверены в боевых условиях.
Системы защиты бортов от RUAG высокоэффективны и легко устанавливаются. Размеры и форма модулей защиты адаптируются под машины и требования. По данным компании RUAG модульная защита не ухудшает подвижность.
Компания RUAG, будучи производителем машин, имеющим подразделение по системам защиты, знает, как машина движется, и поэтому находит самые разумные решения, не добавляющие излишнюю массу, которая является большой проблемой на современном поле боя.
Компания RUAG поставляет системы защиты транспортных средств SidePRO, которые включают в себя новейшие изделия защиты для колесных и гусеничных машин боевого и материально-технического обеспечения. В этих решениях по защите используется множество современных защитных материалов с целью получения системных решений, которые соответствуют потребностям солдата и противостоят широко распространенным на поле боя угрозам. Эти продвинутые современные системы являются модульными и адаптируемыми под локальные угрозы; они позволяют быстро и эффективно подстраиваться под уровни броневой защиты и повышенной живучести.
SidePRO-ATR – высокотехнологичная, полностью интегрируемая, модульная система пассивной защиты для средних БТР и ОБТ, в которой используются различные легкие материалы для непосредственного применения на этих машинах
В боевых стрельбах компания RUAG продемонстрировала многоударные возможности системы защиты SidePRO-ATR, которая была обстреляна реактивными гранатами РПГ-7ВМ. Все четыре гранаты были остановлены, подтвердив возможности системы полностью пассивной защиты SidePRO-ATR противостоять кинетическим и фугасным снарядам, ударным ядрам и РПГ.
Во время тех же испытаний компания RUAG продемонстрировала возможности SidePRO-KE/IED при попадании стандартных бронебойно-зажигательных пуль 14,5x114 B32 (моделирование РПГ атаки) и детонации артиллерийского снаряда (моделирование взрыва придорожной мины или СВУ). SidePRO-KE/IED остановила все пули, продемонстрировав свои многоударные возможности. Ущерб после взрыва артиллерийского СВУ был очень небольшим, основной слой не был пробит, все многочисленные осколки были остановлены системой SidePRO-KE/IED, которая, таким образом, подтвердила свои превосходные защитные качества.
Обе системы SidePRO-ATR и SidePRO-KE/IED со своими превосходными многоударными возможностями, защищающие транспортные средства от воздействия множественных снарядов, взрывов и осколков, являются совершенным решением на сегодняшнем ТВД. Они добавляют очень небольшую массу, обеспечивая при этом превосходную защиту с минимальным снижением маневренности и запаса хода.
В системе SidePRO LASSO от компании RUAG используется новые материалы и методы крепления к транспортному средству. Крепление элементов сетки в одной точке (а не в двух как в прежнем варианте) позволяет обеспечить постоянный доступ ко всем оригинальным компонентам машины, например лебедке и буксирной тяге
На выставке DSEi 2013 компания RUAG Defence показала новейшие усовершенствования для своей системы защиты SidePRO-LASSO. Она была создана в тесном взаимодействии с действующими подразделениями, в результате чего конструкторы добились снижения массы до 30% и увеличения защищаемой зоны транспортного средства. Система SidePRO-LASSO спасает жизни солдат с 2007 года. Это система защиты в виде сетки может устанавливаться на любую бронированную машину с целью повышения уровня защиты от РПГ – основной угрозы, перед которой в настоящее время стоят военные в современных асимметричных конфликтах. Она использовалась рядом международных контингентов в миротворческих операциях по всему миру.
Инженеры швейцарской компании RUAG благодаря тесным связям с действующими подразделениями и их боевому опыту доработали и усовершенствовали систему SidePRO-LASSO. Усовершенствования коснулись как материала, так и метода крепления SidePRO-LASSO к машине. Крепление сетки в одной, а не в двух точках обеспечивает большую гибкость, поскольку сохраняет постоянный доступ ко всем оригинальным элементам машины, например лебедке или буксирной тяге. Прежде пользователь должен был выбирать между доступом ко всем этим элементам или защитой, а теперь может иметь и то и другое одновременно, что, таким образом, увеличивает общую защищенную площадь машины.
Масса являются важнейшим фактором при выборе системы защиты. Система защиты не должна накладывать лишние ограничения на машину и каким-то образом ухудшать прежние характеристики. Масса SidePRO-LASSO была уменьшена за счет замены предыдущего способа крепления системы на машину более технологичным. В настоящее время вместо двух тяжелых стальных кронштейнов используется один алюминиевый. Это не только повышает эксплуатационную гибкость системы как уже было сказано выше, но снижает общую массу до 12 кг/м2, то есть примерно на 30%.
Кроме работ по SidePRO-LASSO компания RUAG имеет опыт в решениях защиты для крыши, бортов и днища транспортных средств. Как разработчик и поставщик материалов компания RUAG использует свой богатый опыт для создания специализированных решений для соответствия особым требованиям каждого заказчика.
На выставке DSEi 2013 была показана новая система Soft Armour от компании Saab. Система Soft Armour предлагает защиту от баллистического угроз вплоть до бронебойных пуль калибра 7,62-мм стандарта НАТО (STANAG Уровень III). Поскольку система модульная, она может устанавливаться на уже существующие структуры или машины, требующие дополнительной защиты. Система Soft Armour от компании Saab имеет модульную концепцию, созданную для повышения живучести, она может устанавливаться на любую конструкцию перед выполнением задачи или даже на уже существующие конструкции, находящиеся на оперативном театре. Уникальный керамический материал защищает от баллистических атак. Soft Armour – это патентованная технология баллистической защиты, которая обеспечивает безопасность людей в опасном внешнем окружении. Soft Armour также защищает ценное вооружение и объекты. Soft Armour защищает от стрелковых боеприпасов, включая бронебойные. Система имеет меньшую общую стоимость по сравнению с керамической и композитной защитой, высокую эксплуатационную гибкость, многоударные свойства, также возможно ее повторное использование.
Компания Marshall Land Systems объединила усилия с израильской Plasan по разработке UltraFLEXFENCE, представляющую собой наращиваемую модульную систему защиты, которую можно устанавливать на самые разные машины. Этот комплект развертывается в рамках требования британского минобороны по системе защиты от РПГ, которое предусматривает установку UltraFLEXFENCE на британские машины, работающие в Афганистане. Компания BAE Systems разработала систему защиты L-ROD RPG исходя из инициативы DARPA (Управление перспективных исследований и разработок министерства обороны США), предусматривающую разработку комплекта защиты от РПГ, который мог бы устанавливаться на AM General HMMWV и машины категории MRAP. В результате были созданы решетчатые экраны из алюминиевого сплава, устанавливаемые вокруг транспортного средства. Защита в форме решетчатых экранов предлагает хорошую защиту от угрозы РПГ, хотя многие комплекты конструируются из стали, что может повысить массу. Для снижения массы компания BAE Systems использует в большей мере алюминий, а не сталь. Броня LAST от Qinetiq может адаптироваться под конкретные угрозами, включая огонь из стрелкового оружия, бронебойные пули крупнокалиберных пулеметов, 30-мм автоматические пушки и самодельные взрывные устройства.
Комплекты защиты Q-Net для тактических автомобилей могут быть поставлены в войска, где экипажи сами могут без проблем установить их
В системе защиты Q-Net от Qinetiq используется сетка для защиты от РПГ различных тактических и легкобронированных машин. Ее относительно небольшой вес и небольшая стоимость обеспечивают защиту от РПГ со всех углов, включая атаки сверху. ArmorWorks поставляет высокотехнологичную броневую защиту, которая установлена не только на нескольких американских машинах, но и на машинах армий многих стран мира. ArmorWorks не изготавливает материалы, а является проектировщиком и производителем брони военного назначения и специализируется на технологиях систем защиты. Компания ArmorWorks изготовила свыше 300 000 компонентов керамической и композитной брони для множества приложений защиты личного состава, летательных аппаратов и транспортных средств.
Компания TNO разработала особый метод тестирования для оценки баллистических характеристик противоосколочных подбоев. Хотя нет предписанных международных стандартов, компания TNO может точно и последовательно определять уменьшение угла осколков как результат использования противоосколочных подбоев. Внизу обстрел тестовых пластин. Слева пластина без противоосколочного подбоя, справа – с противоосколочным подбоем
Перспективная защита
По данным экспертов, углеродные нанотрубки (УНТ) представляют собой идеальный материал для перспективных бронежилетов в связи со своим уникальным сочетанием чрезвычайно высокого модуля упругости и высокой деформации при пределе текучести. Проблема высококачественных волокон состоит в их чувствительности к влиянию внешних условий, например к высокой температуре. УНТ (полые цилиндры углерода толщиной в один атом) могут иметь очень высокую твердость. При внедрении их, например, в плитку композиционного материала с полимерной матрицей они с большой вероятностью деформируют и разрушат снаряд. Благодаря своей уникальной комбинации высокого модуля упругости и высокой деформации разрушения они могли бы за счет эластичности поглотить огромное количество энергии. Эти свойства могут заставить пулю отскочить или изменить направление, что обеспечило бы защиту от тупых травм и в то же время улучшило бы многоударные характеристики.
Такие нановолоконные трубки также имеют характеристики, которые позволяют их плести из них ткань или включать в композиционные материалы. В качестве тканых или нетканых материалов или композитных волокон углеродные нанотрубки могли бы достичь превосходных баллистических характеристик. Включенные в нынешние волокна они могли бы улучшить их баллистические характеристики за счет повышения прочности, жесткости и ударной вязкости. Например, их можно включать во вставки из композитного материала с полимерной матрицей, стали или керамики для повышения твердости, жесткости и эрозионной стойкости.
Компании IBD Deisenroth Engineering в своих исследованиях открыла, что некоторые натуральные волокна с филаментами (тонкими волокнами) нанометрического порядка имеют превосходные динамические свойства, превосходящие динамические свойства других современных волокон, даже арамидных и полиэтиленовых. Ламинаты, изготовленные с этими натуральными волокнами, могли бы использоваться для создания высокопрочных конструктивных элементов для транспортных средств и воздушных судов, имеющих хорошие защитные характеристики, меньшую массу и меньшую стоимость. Исследования IBD показали, что благодаря микроскопической структуре, некоторые натуральные нановолокна имеют выдающиеся характеристики поглощения энергии.
Лаборатория оборонной науки и технологии (DSTL) и компания Kennametal Manufacturing совместно финансируют центр по разработке защитных материалов стоимостью 2 миллиона фунтов. Он станет крупнейшим в Европе и в нем будет 50 сотрудников. Он будет разрабатывать полноразмерные компоненты из керамической брони для защиты людей и машин, достаточно большие для проведения полноценных ударных испытаний.
DSTL уже работает с компанией Tata Steel в Порт Тальботе по разработке продвинутой стальной брони и вскоре лаборатория станет британским центром современных технологий бронирования военного назначения.
Tata Steel в Европе поставляет несколько специализированных решений, которые решают текущие задачи по обороне и безопасности, варьируясь от изделий обеспечивающих отличную защиту от минных атак и до высокотехнологичных компонентов для военного снаряжения. Ассортимент материалов, изделий и сервисов от Tata Steel довольно обширен: стальные пластины и секции, броневая сталь, противовзрывные структуры, безопасность периметров, барьеры для транспортных средств, а также технические консультации и решения.
Совершенствование разработки и производства в Великобритании поможет также уменьшить зависимость от импорта керамической брони и сделает ее более доступной при разработках любых перспективных машин и нательной защиты.
Броневая защита далека от статичной науки, она постоянно развивается. Старое изречение о том, что война ускоряет научные разработки, несомненно подтверждается в последние годы. Гигантскими шагами шло развитие систем защиты, особенно защиты людей и транспортных средств. Очевидно, что это движение сохранит свой темп и после того, как НАТО выйдет из Афганистана в 2014 – 2015 годах. Существует опасность, однако, что у военных ведомств во всем мире появится искушение урезать бюджеты на исследования и разработку систем защиты, поскольку вывод из этой проблемной страны завершен. Еще одна опасность, которую никогда не надо сбрасывать со счетов, состоит в том, что уровни защиты, эквивалентные тому, что доступно на сегодняшний день, будут востребованы в будущих конфликтах.
Использованы материалы:
www.monch.com
www.baesystems.com
www.saabgroup.com
www.ruag.com
www.polaris.com
www.dyneema.com
www.tencate.com
www.osg.co.il
Информация