Moderne AFV's, soos die M1117 ASV op die foto, word gewoonlik beskerm deur die hoofstruktuurwapens van staal en aluminium plus addisionele beskermingskomponente van verskillende legerings, keramiek, komposiete of 'n kombinasie hiervan.
Vir die Verenigde State en sy strategiese vennote is die behoefte aan verbeterde verdedigings- en pantservermoëns duidelik om huidige en verwagte taktiese verbintenisse na te kom. Die VS-geleide multinasionale missie in Afghanistan, wat steeds streef na sy logiese gevolgtrekking, sal baat vind by die lesse wat in Irak geleer is rakende die missies en vereistes vir die beskerming van sy troepe en strategisering vir nuwe inisiatiewe vir die ontwikkeling van verdedigingstelsels
Die Defense and Reservation System (SPB) ('n ander term vir strukturele verdediging) is 'n strategiese hulpmiddel omdat dit 'n merkbare uitwerking op kritieke stelsels en hulpbronne het en ook 'n direkte impak op die vegter het. Dit is veral van toepassing op asimmetriese operasionele omgewings waarin bedreigings vir vaste posisies en perimeterbeveiliging, sowel as afgetrede troepe en patrollievoertuie, veral skerp is. Alhoewel hierdie verbintenisse vinnig ontwikkel, kan die teenwoordigheid van elektroniese waarskuwingstelsels, gekombineer met effektiewe verdedigingsoplossings, dikwels 'n beslissende voordeel gee aan die weermag, sodat hulle kan oorleef, teenaanval en oorheers. Omgekeerd kan die afwesigheid van 'n geskikte of doeltreffende infrastruktuur om hul magte te verdedig, sowel vegters as nie-vegters kwesbaar laat vir hinderlaagstaktieke, en dit is een van die belangrikste, alhoewel ontnugterende lesse van moderne operasies in streeks-teaters.
Belangrike aspekte
Strukturele wapenrusting verwys na die soorte strategiese materiale wat bestand is teen ballistiese aanvalle en wat geïntegreer kan word in stilstaande, vervoerbare of mobiele vervoerstelsels en persoonlike oplossings vir ballistiese beskerming. Tradisionele materiale soos staal en aluminium of gewapende beton, sowel as gevorderde materiale soos nanomateriaal en keramiekkomposiete, kan gebruik word vir die vervaardiging van SZB. 'N Paar voorbeelde van strukturele wapentoepassings sluit in die vervaardiging van permanente en tydelike strukture soos wagtorings, troepe of sekuriteitswaens, voertuigbeskermingstelsels en persoonlike beskerming van vegters. Laasgenoemde kan drabare skilde of kontrolepuntbeskermingstelsels en vervoerbare gepantserde gevegsposisies insluit.
Drie pogings om 'n eksoskelet -konsep te skep: projekte BLEEX, Raytheon SARCOS en Lockheed Martin HULC
Gevolglik kan beskermings- en besprekingstelsels (SPB) van groot hulp wees om die taktiese en strategiese oorlewing in gevegte en ander hoërisiko-omgewings te verhoog. Hulle is 'n belangrike faktor in programme om hul magte te beskerm. Dit is ook die basis vir die bestryding van baie soorte asimmetriese aanvalle, soos myne langs die pad en RPG's tydens missies in stedelike omgewings en teenopstrydoperasies. Aangesien dit gemaak kan word uit ligte komposiete en ander gevorderde en eksotiese materiale, kan dit ook handig wees op die gebied van handtekeningbestuur vir beskermde infrastruktuur, soos om voertuie te bedek met meer maskeringsmateriaal van grondgebaseerde radars. Eintlik kan ons sê dat die toepassings van SZB baie uiteenlopend is - sowel as die materiaal waaruit dit gemaak kan word.
Sommige van die materiale waaruit die SZB gevorm word, kan geklassifiseer word as eksotiese en nuwe materiale, dit wil sê materiaal wat nuwe eienskappe het, benewens die vermoëns van tradisionele materiale. Byvoorbeeld, nanomateriaal, insluitend nanobuise en nanovesels, sowel as gevorderde saamgestelde materiale, kan die wapenrustingsprestasie verbeter. Strukture in vermoedelike nie-gevegsgebiede, wat voorheen beskou is as 'n lae mate van verdediging vir gevegsaanvalle, is nou ingesluit in die SZB-implementeringsplanne. Die 2012 National Defense Authorization Act, byvoorbeeld, maak voorsiening vir verhoogde veiligheidstandaarde in militêre bouprojekte in die militêre konstruksie, skepping en modernisering van bestaande infrastruktuur in die Verenigde State en NAVO -lande. In die konstruksie van die private sektor neem SOC -vereistes vir nuwe bouprojekte en opknapping van bestaande geboue ook toe weens veiligheids-, ergonomiese en omgewingsoorwegings, aangesien strukturele beskerming ook die vermoë het om geraas te verminder en termiese isolasie te verhoog. Die vereistes vir die beskerming van vegters bly egter een van die grootste bekommernisse vir militêre beplanners.
Die United States Corps of Engineers (USACE) is verantwoordelik vir Amerikaanse regeringsprogramme vir die bou van militêre, burgerlike en nasionale veiligheidsinfrastruktuur, wêreldwyd en plaaslik. Miskien is die bekendste projek wat deur USACE, die Pentagon, gebou is, 'n herinnering aan die belangrikheid van SIS -programme en die relevansie daarvan vir voortgesette bedrywighede en nasionale veiligheids- en troepebeskermingsopdragte. Die konstruksie is in 1941 voltooi, met 'n klein hoeveelheid metaal wat gebruik is weens 'n tekort aan strategiese grondstowwe tydens oorlogstyd, en die Pentagon is byna geheel en al van gewapende beton gebou. In die afsluiting van die studie van die American Society of Civil Engineers na die toestand van die gebou onmiddellik na 11 September, is gesê dat elemente van die oorspronklike ontwerp en konstruksie van die Pentagon bygedra het tot sy veerkragtigheid tydens die aanval op die vliegtuig. beperkte fisiese vernietiging en lewensverlies. Die ontwerpkenmerke van integriteit, oortolligheid en energie -opname is in die groep se verslag beklemtoon. Dit het gesê dat sulke elemente "in die toekoms ingesluit moet word in die ontwerp van geboue en ander strukture waarin weerstand teen progressiewe vernietiging as baie belangrik geag word."
Soortgelyke, indien nie identies nie, geld eiendomme en vereistes vir vaste en mobiele regeringstrukture in die buiteland, groot en klein, en moet sekuriteitsverbeterings insluit, soos ballistiese aanvalweerstand as ingeboude strukturele elemente om te beskerm teen realisties verwagte bedreigings. Gevolglik is SZB's van kardinale belang vir die hele reeks militêre en burgerlike pogings en sal dit waarskynlik in die toekoms alledaags word.
Duimreëls vir die skep van beskerming
Monolitiese stelsels
Hoe sterker hoe beter, "voldoende" sterkte sal die projektiel vernietig
Hoe moeilik hoe beter, "voldoende" taaiheid weerstaan krake
Hoe dikker hoe beter
Hoe harder hoe beter
Een dik bord is beter as twee dun lae plate
Hoe meer die helling (ontmoetingshoek) is, hoe beter
Multi-materiaal stelsels (baster)
Vaster is nie altyd beter nie, maar 'n harde fineer is gewoonlik teenwoordig
Taai is nie altyd beter nie, maar daar is gewoonlik 'n harde basis
Dikker is nie altyd beter nie
Harder is nie altyd beter nie
Twee dun borde kan beter as een dik wees
Meer helling is nie altyd beter nie
Aanpasbare voordele
Tradisionele pantsermateriaal het beperkings getoon in die lig van nuwe veiligheidsuitdagings, terwyl gevorderde materiale, insluitend komposiete en nanomateriaal, aansienlike voordele getoon het bo ouer stelsels, wat die oorlewing van die soldaat verhoog het, selfs in uiterste omstandighede.
Die tekortkominge van bestaande verdedigingstelsels kan miskien een van die nalatenskappe van die Koue Oorlog wees. Militêre leerstellings van daardie tyd het nie gefokus op militêre operasies in beboude gebiede (Engelse term MOBA - Mobility Operations For Built -up Areas) of militêre operasies in stedelike toestande nie (Engelse term MOUT - Military Operations in Urban Terrain). Die leerstellings wat na die Golfoorlog na vore gekom het, was eweneens gebaseer op ontplooibare hoëtegnologie-, hoë-presisie-vermoëns in skok- en ontsag-scenario's met 'n beperkte tydsraamwerk. Dit het natuurlik nie in Irak gebeur nie, waar hoë-tegnologie-aanvallende stelsels en taktieke in die vroeë stadiums van die konflik van primêre belang was, en die noodsaaklikheid om die operasionele tempo oor 'n lang tydperk te handhaaf, kritiek geword het.
SZB's bied voordele aan kragte wat betrokke is by langtermynbedrywighede op teater- of streeksvlak, insluitend dié wat in die konteks van MOUT-veldtogte voorkom. Baie van hierdie voordele, byvoorbeeld, in die beskerming van wapens en waardevolle voorwerpe in die teenwoordigheid van hoë risiko's, is duidelik, sommige ander is minder voor die hand liggend. Dit kan omgewings- en ergonomiese veiligheidskwessies insluit en die verharding, verseëling en beskerming van gevegselektronika en ander kritieke inligtingsinfrastruktuur teen moontlike asimmetriese gevolge. SZB as 'n stel tegnologieë sal egter ook 'n breër betekenis hê as selfs dié wat deur die hele gebied van verdedigingstegnologie strek. Dit is te wyte aan die feit dat strukturele wapenrusting 'n algemene tegnologiesektor is vir alle takke van die weermag, wat ander verdedigingstoepassings en kategorieë militêre toerusting, take en nasionale veiligheidstoepassings beïnvloed.
Bogenoemde kan uitgebrei word. Die SZB moet ingesluit word in die vereistes vir die beskerming van kern- en strategiese fasiliteite (vanweë sy geskiktheid vir stilstaande, half- en volledig mobiele stelsels onder alle gevegstoestande), die militêre en burgerlike sektore in nie-vegtende beboude gebiede (omdat geboue baat sal vind by veiligheidsmaatreëls en nuwe konstruksiemetodes wat die weerstand teen terrorisme en natuurrampe soos orkane en aardbewings verhoog, modernisering en inisiatiewe om troepe te transformeer, elektronika te bestry en dataverwerking (as gevolg van die vermoë om die beskerming van elektroniese infrastruktuur te verbeter)) en gevegsvoertuie (vanweë hul vermoë om betroubare ballistiese beskerming vir mobiele personeel te skep).
Struktuur van 'n tipiese toebroodjiepaneel met deursigtige wapenrusting
Die glasstruktuur wat deur die meeste koeëlvaste glasvervaardigers gebruik word: eers glas as die buitenste laag, verskeie lae glas en polivinielbutyraal in die middel, dan poliuretaan en laastens polikarbonaat. Die voordeel van hierdie metode lê in die vermoë van polikarbonaat om die puin wat gevorm word deur die harder glasoppervlaktes uit te brei en te "vang". Hierdie uitbreiding is moontlik oor twee sentimeter.
NWB's stem ook ooreen met begrotingshervormingsinisiatiewe. Dit is omdat sommige toepassings op hierdie tegnologiese gebied voorsiening maak vir die modernisering en opknapping van bestaande fasiliteite en stelsels teen lae koste en die skep van 'n heeltemal nuwe infrastruktuur, wat weer die voordele van 'n stabiele begroting vir ander komponente van algehele moderniseringsprogramme moontlik maak. en inisiatiewe. Die begroting van die Amerikaanse departement van verdediging vir 2010 het byvoorbeeld $ 1,4 miljard toegeken vir militêre ontwikkelingsprogramme, $ 15,2 miljard vir inisiatiewe vir die beskerming van troepe (die grootste enkele versoek na militêre intelligensie -uitgawes) en $ 1,5 miljard vir die bestryding van IED's (geïmproviseerde ploftoestelle). SPB's kan kostedoeltreffendheid in hierdie verdedigingsektore verbeter. Dit is gevolglik 'n tegnologie met potensieel groot betalings vir die ontwikkeling van programme vir nasionale en internasionale veiligheid en die stryd teen terrorisme, soos ambassades en ander langtermyn ingenieursprojekte, om BBP's te beskerm en personeel wat in kritieke situasies betrokke is, te beskerm.
Ander voordele van die aanneming van SZB's en integrasie daarvan in die ontwikkeling van militêre programme sluit in die feit dat die materiaal self en die gevorderde produksiemetodes en die daaropvolgende verwerking en verfyning 'n gemeenskaplike basiese platform vir ontwikkeling op die gebied van eksotiese en gevorderde materiale, insluitend nanomateriale. Hulle kan in die SZB ingebed word om ekstra funksies te bied, soos 'n ingeslote sensormatriks en biometrie, wat self deel word van die beskermingstelsel self. 'N Aantal wêreldwye inisiatiewe is aan die gang om strukturele beskerming, vervaardiging en ontwerp en gebruik van SSS te ontwikkel, wat hul unieke stel kenmerke gebruik vir gebruik in 'n verskeidenheid toepassings.
Piëzo -elektriese komponente van Ceramtec
In die Verenigde State word materiaal vir SZB en verwante prosesse ontwikkel in die sentrums en dienste van die Departement van Verdediging en die private sektor. Onder die belangrikste sentrums van deurlopende R&D, is dit opmerklik die ARL -militêre navorsingslaboratorium, wie se afdeling vir navorsing oor wapens en materiaal besig is met beskermingsinisiatiewe in programme vir 'n belowende vragmotor, wapenstelsel en toekomstige voertuig. Die Universiteit van Delaware Sentrum vir Saamgestelde Materiaal doen ook navorsing wat deur DOD gefinansier word oor gevorderde afskermingsmateriaal, en ander SZB-ontwikkelingsentrums sal beklemtoon word.
Gevorderde nanomateriaal
Strukturele beskerming kan gemaak word uit 'n verskeidenheid materiale met behulp van 'n uitgebreide reeks gevorderde ontwerp-, vervaardigings- en giettegnieke. Die tempo van materiaalontwikkeling is een van die vinnigste in verdedigingstegnologie en toegepaste wetenskap, aangedryf deur strategiese uitdagings. Dit geld vir die ontdekking van nuwe materiaal, sowel as vir die voortdurende verbetering van die gebruik van bestaande produkte met 'n waardeverdediging wat geskik is vir transformasie-ontwikkeling ter verdediging van hul magte.
Nanomateriale het wydverspreid gebruik in ontwikkelingsprogramme in hierdie toepassingsektor gevind, en baie revolusionêre vervaardigingsprosesse is onder ontwikkeling of het tot industriële produksie gegaan. Aan die voorpunt van die ontwikkeling van gevorderde materiaal is grafeen, wat eers in 2004 ontdek is, 'n grafiethomoloog waarvan die ongewone eienskappe dit belowend maak vir 'n aantal toepassings, insluitend die moontlike gebruik van strukturele beskerming. Grafeen is 'n vel grafiet wat net een atoom dik is, en dit is dus die dunste materiaal wat tot nog toe ontdek is. Omdat dit ongeveer tweehonderd keer sterker is as staal, is grafeen ook een van die duursaamste materiale wat ooit in die laboratorium geskep is. Grafeen het ook ongewone eienskappe van elektriese geleiding, wat revolusionêre toepassings in halfgeleier -mikroverwerkers bekend maak. Dit maak van grafeen 'n materiaal met 'n groot potensiaal op verskeie belangrike tegnologiese gebiede. Alhoewel dit alles belowend is, bly die gebruik van grafeen vir die ontwikkeling van militêre programme steeds in die toekoms weens die gebrek aan toegepaste navorsing oor hierdie baie nuwe materiaal, die probleme om in industriële hoeveelhede te produseer, terwyl die hoë winsgewendheid behoue bly.(Vir "gevorderde eksperimente met tweedimensionele materiaal - grafeen" is die Nobelprys vir fisika in 2010 toegeken aan A. K. Geim en K. S. Novoselov.
Die M2 / M3 BRADLEY BMP gebruik 7039-T64 (boonste helfte) en 5083-H131 (onderste helfte) aluminiumlegering. Gevegservaring in Irak het egter tot groter beskerming gelei as gevolg van 'n ekstra laag pantser van meerlagige staal plus elemente van passiewe (kompositoriese) en reaktiewe pantser, wat ons op die foto sien.
Koolstof -nanobuisies (CNT's) is egter baie beter bekend op die gebied van navorsings- en ontwikkelingsinisiatiewe en het reeds talle praktiese toepassings gevind, nie net op militêre gebied nie, maar ook op die gebied van nasionale veiligheid en wetstoepassing. Gevorderde pantsermateriaal van lang koolstof -nanobuise kan in verskillende vorms en strukture vervaardig word, insluitend lakens, vesels, plate en gevormde vorms. Die finale "nano-verbeterde" materiale is lig, maar uiters duursaam, en hul elektrotermiese eienskappe kan tydens die vervaardigingsproses verander word. By die vervaardiging van saamgestelde strukture bied die op CNT gebaseerde wapenrusting 'n buigsame, liggewig oplossing wat uitstekende beskerming bied teen ballistiese aanvalle op voertuie en ander vaste of mobiele gevegsinfrastruktuur. Ingevolge die bestaande kontrak met die Natick Labs -laboratorium, het Nanocomp Technologies saamgestelde panele ontwikkel wat gebaseer is op CNT slegs 'n paar millimeter dik vir persoonlike beskerming van personeel; hulle stop 'n 9 mm -koeël van naby.
Skade wanneer 'n saamgestelde materiaal gepons word
Saamgestelde materiale
Soortgelyk aan metaallegerings verskil saamgestelde materiale wesenlik deurdat dit onoplosbaar in mekaar is en anders uit die bestanddele gevorm kan word as elemente of vermenging van metaalfases. Soos legerings kan komposiete egter uit twee of meer komponente gevorm word, wat aansienlik kan verskil in vorm of struktuur. Saamgestelde materiale kan volgens 'n wye verskeidenheid prosesse gemaak word. Dit sluit in nuwe bindingstegnieke soos laminering, toebroodjie, sintering, spuitgietvorming, veselweefsel en nano-vervaardigingstegnieke soos mikrokompressie. As dit as ballistiese beskermingstelsels vervaardig word, word dit geklassifiseer as saamgestelde strukturele wapenrusting (CSA) en vorm dit 'n aantal nuwe materiale, soos metaal -intermetalliese laminaat (MIL) en keramiekmatrikskomposiete (CMC).
Ballistiese komposiete word tipies vervaardig as heuningkoekstrukture en laminaat van dikwandige saamgestelde, rubber- en keramieklae wat gekombineer word om 'n optimale balans van struktuur en ballistiese prestasie met 'n minimale gewig te bied. Onder hierdie laminaat is ondeursigtige, deurskynende en deursigtige pantserkomposiete wat gebruik word as 'n ontploffingsvaste glasvervanger vir voertuie. Epoxy veselglas en veselglas komposiete bied uitstekende beskerming vir voertuie in gevegsgebiede waar die risiko van IED -aanvalle baie hoog is. Aluminiumskuim met geslote selle CCAF (Closed-Cell Aluminium Foam) het 'n lae gewig gekombineer met hoë sterkte, styfheid, absorbeer energie goed; die vervaardigingseienskappe kan anders wees as gevolg van die struktuur van die mikrostruktuur wat dit vorm. As dit ballisties is, vertoon CCAF beduidende nie-lineêre vervorming en stresgolfdemping. Saamgestelde pantserpanele wat CCAF bevat, kan die impak van 20 mm -fragmenteringsdoppe weerstaan, volgens inligting van die Amerikaanse laboratorium ARL.
Ballistiese komposiete in hierdie kategorie is geskik vir motorontploffingsbeskerming, soos ballistiese afskerming vir MRAP -voertuie wat in stedelike gevegsomgewings ontplooi word. Dit kan ook op ander gebiede, soos kanonvate, gebruik word. Hulle word dikwels gemaak in die vorm van dekplate of panele, wat binne en buite beskermde masjiene geïnstalleer word as vloerplate, spalkskerms en voerings. Keramiekkomposiete kan vervaardig word in die vorm van 'n strukturele wapenrusting met goeie eienskappe teen ontploffing en antifragmentasie (baie sekondêre fragmente en puin). Dit maak keramiekkomposiete baie geskik vir strukturele wapenrustingstoepassings, veral vir MRAP en ander klein en mediumgrootte gevegsvoertuie, waarvan die ontwerp 'n kompromie moet wees, gegewe die gewigsbeperkings omdat swaar pantser 'n negatiewe uitwerking op die mobiliteit van voertuie het. Groter voertuie, insluitend taktiese vragmotors en gepantserde voertuie (soos die gepantserde bus van die Rhino Runner), is egter beter kandidate vir integrasie met standaard metaalpantseroplossings.
As dit opgeneem word in gevorderde komposiete van nanomateriale, kan die gevolglike nanokomposiete ekstra prestasievlakke of beskerming bied teen nie -versterkte materiale, of dieselfde vlakke terwyl die massa verminder word. Polimere en monomere, insluitend plastiese polimere, kan ook vervaardig word vir gebruik as gevorderde saamgestelde materiale vir strukturele beskermingstoepassings. Een kenmerk van nanopolimere wat met nanodeeltjies ingeplant is - dat die golflengte kleiner is as die golflengte van sigbare lig (ongeveer 400 nanometer) - dui daarop dat die voltooide materiaal deursigtig kan wees. Verskeie tipes sulke gepolymeriseerde strategiese materiale is met soortgelyke eienskappe vervaardig. Uiteraard is hierdie eiendomme strategies waardevol as u tradisionele koeëlvaste glas in gevegs- en veiligheidsvoertuie verander of vervang.
SmartArmour is 'n multi-laag, multifunksionele besprekingstelsel wat vervaardig word deur SmartNano Materials of Piano, wat deursigtig of ondeursigtig kan wees volgens die spesifikasies van die eindgebruiker, dit kan bestand wees teen pantser-deurdringende koeëls, ontploffingsgolwe, dopfragmente en ontploffing by IED's. Vitreloy -sirkonium- en berilliummetaalglas word egter ook met soortgelyke eienskappe deur Amorphous Technologies International vervaardig. ARL se RDECOM R & D -sentrum het 'n vloeibare wapenrusting ontwikkel vir ballistiese beskerming gebaseer op 'n skuifverdikkingsvloeistof van soliede silika -nanodeeltjies wat in poliëtileenglikol gesuspendeer is; dit is suksesvol getoets op lyfwapens met Kevlar.
Toestelverwerking is die versadiging van strukturele wapenrustingsmateriaal met nanostrukture wat hoëprestasie-halfgeleierverwerkers kan kombineer in wapeningselemente. Sulke 'slim materiale' kan in gepantserde mure ingebou word, 'n voorbeeld van die gebruik is piëzo -elektries. Dit is natuurlike materiale wat elektriese impulse afgee wanneer dit geskud, vervorm of saamgepers word. Piëzo-elektrisiteit, wat voorheen kommersieel in draaitafelnaalde gebruik is, kan ingebed word in pantserstrukture, byvoorbeeld panele, modulêre elemente en geïnstalleer word in draende mure in die vorm van termiese, vibrasie- en skok sensors.
In 'n projek befonds deur die Amerikaanse departement van energie en uitgevoer deur die Berkeley-laboratorium aan die Universiteit van Kalifornië, word nuutste piëzo-elektriese materiale gebaseer op piëzo-elektriese materiale met 'n perovskiet kristalstruktuur ontwikkel. Accellent Technologies, 'n verdedigingsfirma in Minneapolis wat spesialiseer in strukturele monitering, het egter 'n hardeware- en sagtewarepakket genaamd SMART Layer ontwikkel wat sensors in strukturele komponente soos panele en mure kombineer. Die stelsel van die onderneming gebruik ingeboude multisensors wat termiese-, trek- en veseloptiese sensors gebruik op mikroverwerkers om veranderings in die integriteit van waargenome strukture op te spoor met behulp van 'n eie aktiewe skanderingsmetode. Diaform Armor Solutions, 'n afdeling van Ceradyne Inc., het liggewig strukturele wapenoplossings geskep met behulp van termoplastiese komposiete om vinnig driedimensionele strukturele vorms te vervaardig wat modulêre elemente van versterkte strukturele samestellings kan vorm.
Kogelvaste Protech -beveiligingsmodule
IBD Deisenroth Advanced Multi-Layer Armor Concept
Modulêre ontwerpelemente wat aan die standaarde van die ballistiese wapenrusting (BAM) voldoen, word ook wyd gebruik in nuwe ontwerpe, toevoegings en aanpassings aan bestaande strukture, waar die belangrikste kenmerke verhoogde veiligheid en weerstand teen ballistiese aanvalle is. Die BAM-spesifikasie, gepatenteer deur Antiballistic Security and Protection (ASAP), Inc, beskryf gepantserde strukturele elemente, soos mure, plafonne en vloere, bestaande uit lae harde aramidevesel en geharde gereedskapstaal (byvoorbeeld Thermasteel, vervaardig deur Thermasteel Corporation), of geharde staalmaas. BAM-spesifikasies sluit BAM-1, BAM-1A en BAM-8 in; elkeen beskryf toenemende vlakke van strukturele beskerming. Zagros Construction het sy muurstelsel ThermalBlast ontwikkel, wat volgens die maatskappy baie bestand is teen ballistiese aanvalle en aanvalle. Dit maak gebruik van die gepatenteerde BAM-8-stelsel wat bestaan uit 'n beskermende, ligte, koeëlvaste binnemuur (of BAM Binne Matrix), gedeeltelik saamgestel uit ballistiese Kevlar, wat ook in plafonne en vloere en ander ThermaSteel-panele ingewerk kan word. Die maatskappy beveel sy ThermalBlast -stelsel aan vir ambassades, regerings en poskantore, militêre installasies, ammunisie -depots en ander kritieke fasiliteite. US Bullet-proofing vervaardig sy reeks koeëlvaste staalpanele as 'n enkele ballistiese plaatoplossing, wat volgens die maatskappy volgens NIJ Armor Level IV voldoen.
SZB-materiaal word ook gebruik in sommige aanstootlike stelsels, soos die voering van missiel-silo's en lanseerbuisies en houers wat op mobiele raketwerpers gelanseer word, wat goeie termiese skuur- en kinetiese skokweerstandseienskappe vereis. Die HyperShield-stelsel, ontwikkel deur die Amerikaanse onderneming V-System Composites, wat gebruik maak van geïntegreerde wapenrustings en gevorderde saamgestelde strukture, is 'n goedkoop, ligte, koeëlvaste besprekingsoplossing en het 'n NIJ Level III-beskermingsvlak vir missielverdediging, wat ook vervoervoertuie en ballistiese vereistes vir vliegtuie. 'N Begrawe kernkopkop, soos die Amerikaanse B-61, kan ook strukturele pantsermateriaal gebruik, terwyl kernmunisie wat bedoel is vir grondontploffing in die sogenaamde "tapytbomaanval", soos die Amerikaanse B-53-bom, ook pantser benodig van die ammunisie liggaam. van skok vragte.
Frontier Performance Polymers het, met die ondersteuning van Army Center Natick, suksesvolle polimeertegnologie ontwikkel en 'n innoverende vervaardigingsmetode vir ligte, deursigtige wapenrusting om die oë en gesig te beskerm. Hierdie materiaal met 'n basisgewig van 0,16 kg / cm2 het dieselfde ballistiese eienskappe as die aramide / fenoliese materiale wat in militêre helms gebruik word, maar kos 10 keer minder
Tradisionele materiale
Tradisionele materiale wat gebruik word by die vervaardiging van beskermende strukture, soos onlegerde staal en gewapende beton, is egter glad nie materiaal van die verlede nie. Metaallegerings bly veral die voorkeurmateriaal vanweë hul bewese afskermingseienskappe en bestaande vervaardigingsfasiliteite vir hul produksie- en verdedigingstoepassings. Hierdie sogenaamde "taai" gepantserde oplossings is nie net van toepassing op ballistiese staal en strategiese legerings nie, maar ook op gevorderde saamgestelde materiale met goeie ballistiese eienskappe. Dit geld ook vir soorte wapens wat gemaak is van of versterk is met vesel, of dig geweefde gaas. As 'n strukturele gepantserde materiaal het beton die gewenste eienskappe en word dit steeds wyd gebruik, terwyl dit 'n lae vervaardigingskoste het.
Die Amerikaanse Marine Corps LAV 8x8 ontvang addisionele saamgestelde pantserelemente oor die aluminiumlegeringskomp as deel van 'n deurlopende moderniseringsprogram.
Gepantserde materiaal van AMAP-S IBD Deisenroth dien 'n belangrike ondersteuningsfunksie om die voertuig se termiese handtekening te verminder
Ekspedisie-vegvoertuig EFV (Expeditionary Fighting Vehicle) van die Marine Corps is die eerste gepantserde vegvoertuig wat pantser 2518-787 gebruik het, 'n legering van aluminium, koper, mangaan. Alhoewel hierdie legering taai is en goeie ballistiese eienskappe het, het dit 'n swak ballistiese taaiheid in konvensionele kolflasse. Dit het die vervaardiger genoop om boude- en hooflasse -sweislase uit die struktuur uit te sluit om die weerstand teen slag te verhoog, en die plaat aan die plaat is nou meganies vasgemaak. Uiteindelik het baie probleme met hierdie program gelei tot die sluiting van hierdie belowende projek.
Legerings is van die moeilikste materiale waaruit strukturele wapens gemaak kan word. Legerings is 'n kombinasie van twee of meer chemiese elemente - metale (of metaal- en nie -metaalelemente), wat gewoonlik saamgesmelt word of in mekaar opgelos word tydens die smeltproses. Die resultaat is 'n materiaal met 'n beter prestasie as elke komponent afsonderlik. Titaan en titaanlegerings is algemene strukturele wapeningselemente. Die gebruik daarvan bevat 'traumatiese' plate in persoonlike besprekingstelsels, wat 'n hoë mate van beskerming bied vir uiters kwesbare dele van die liggaam. Daar is ook getoon dat berillium-aluminiumlegering in baie gevalle suksesvol is. Die besondere sterkte en styfheid van hierdie legering oortref dié van konvensionele titaniumlegerings, wat laer strukturele gewig en verbeterde prestasie tot gevolg het. Pantserstaal is ook strategiese materiaal wat geskik is vir strukturele wapenrusting.
'N Aantal sogenaamde "superlegerings" of "hoëprestasie-legerings" is ook kommersieel onder die handelsname vervaardig. Onder hulle is die hoë sterkte Hastelloy -legering, waarvan die hoofkomponent 'n oorgangsmetaal is - nikkel; Kovar, 'n kobalt-nikkellegering wat geprys word vir sy uitstekende termiese uitbreidingskoëffisiënt; nikkel-koper-yster legering Monel; en Inconel nikkel-chroom legering.
Laserverharding is een van die verwerkingsprosesse wat die funksionele eienskappe van onedelmetale en legerings verbeter. Daar is ander tipes eiendomsverbeterings, insluitend mikrokompressie, 'n verwerkingsproses wat 'n gefokusde ioonbundeltegniek gebruik om gevorderde materiale met substrukture te versadig vir ekstra sterkte en duursaamheid. Superplastiese vorm word ook gebruik, wat metaal- en keramiekprodukte met 'n uiters hoë treksterkte tot gevolg het.
Die Amerikaanse departement van energie se NETL (National Energy Technology Laboratory) -laboratorium het 'n opdrag ontvang van die Tank-Automotive and Armament Command (TACOM) en die ARL Military Research Laboratory om 'n program uit te voer om 'n gietstaal-pantserplaat vir Amerikaanse militêre voertuie te ontwikkel, insluitend die BRADLEY BMP. Daarop het NETL-TACOM-Lanoxide Corp en DARPA gesamentlik 'n gegote luik ontwikkel, en 'n newe-effek van die program was die ontvangs van pleisterwapens. Later, onder die program, is 'n titanium pantserplaat (met behulp van die Ti-6Al-4V lugvaartlegering) ontwikkel vir die M-1A1 ABRAMS MBT luik in samewerking met TACOM en die hoofkontrakteur General Dynamics. Meer onlangs het NETL hoë-sterkte AFV-wapenrusting ontwikkel met gesinterde titaanpoeierlegerings om die sterkte van die finale materiaal te verhoog. Die pantsermateriaal gemaak van silikoninfiltrasie (SiSiC) en gesinterde silikonkarbied (SSiC) is produkte van CeramTec van Noord -Amerika uit New Jersey, die Amerikaanse afdeling van die Duitse maatskappy CeramTec AG. Hierdie materiale toon goeie chemiese termiese stabiliteit en hoë weerstand teen tribologiese spanning (tribologie is 'n wetenskaplike dissipline wat die wrywing en slytasie van masjienkomponente en meganismes in die teenwoordigheid van smeermiddels bestudeer).
AT&F Advanced Metals van Orville in Ohio is 'n privaat onderneming wat spesialiseer in die vervaardiging en verwerking van duursame metale en legerings, waaronder titanium, sirkonium, niobium, nikkellegerings en duplexvlekvrye staal, wat aan burgerlike en verdedigingskliënte voorsien. Die Steel Solutions and Nuclear -afdeling van hierdie onderneming is nog meer spesifiek. Dit vervaardig ook materiale vir SZB gebaseer op hoë sterkte lae -legeringstaal, koolstofstaal, staallegerings. Die onderneming hanteer ook strukturele wapening van kernfasiliteite, insluitend reaktorinterne en houers vir kernafval.
Ander programme
Ander SZB -programme word oor die hele spektrum van ontplooide magte en 'n menigte wêreldwye militêre operasies uitgevoer. Hul onmiddellike eise en uitdagings hou direk verband met die huidige en toekomstige beskerming van hul kommunikasiemagte, aangesien hierdie toepassingsgebiede ballistiese beskerming van voertuie insluit, soldaat as 'n stelsel moderniseringswerk en bydra tot die voortbestaan van militêre infrastruktuur teen die verskillende asimmetriese bedreigings wat algemeen voorkom in streeksvredesoperasies.
Gevorderde pantser van voertuie, militêre en regeringsinstallasies en militêre personeelplekke op die voorste linies en agter sal slegs baat by die beskikbaarheid van ontplooide vermoëns. Alhoewel baie toepassings verbeterings en opgraderings van bestaande vermoëns en stelsels as sodanig is, soos nuwe tipes ekstra wapens vir gevegsvoertuie om teen IED's te beskerm, is ander innoverende en toekomstige generasies.
Die Duitse onderneming IBD Deisenroth Engineering AG vervaardig die AMAP High-tech Survivability Enhancement System. Dit is 'n reeks strukturele wapenoplossings wat gebruik maak van verskeie vervaardigingsmetodes en gevorderde materiale, insluitend legerings en komposiete met 'n hoë sterkte. Onder hulle is die AMAP-IED, wat keramiekwapens en antifragmentasie-voeringstegnologie kombineer en wat as modulêre elemente voorsien kan word en wat ontwerp is om die beskerming van militêre voertuie te verhoog. IBD noem die AMAP-IED 'n volgende generasie beskermingstelsel en klassifiseer dit as beskerming teen fragmente van artillerie skulpe tot 155 mm kaliber, sowel as langs myne en IED's. AMAP-T is 'n deursigtige wapenrusting gemaak van keramiekglas, wat volgens die onderneming uitstekende deursigtigheid en uiterste duursaamheid het, en voldoen aan STANAG-vlakke 1 tot 4.
Voertuigdakbeskerming word verskaf deur AMAP-R en AMAP-ADS, wat wapens-geoptimaliseerde materiale is, waarvan die voormalige gemaak is van ultra-ligte saamgestelde materiale wat geskik is vir die pantser van die voertuig. Die interessantste wapenoplossing is die AMAP-S. Dit is geoptimaliseer vir ballistiese beskerming en handtekeningbestuur, en verminder die handtekening van militêre voertuie wanneer dit deur verkenningssensors in die sigbare, infrarooi, radar- en akoestiese spektra geskandeer word. Hierdie materiaal kan gebruik word as 'n aanvulling op bestaande masjienliggame, dit wil sê dat dit op nuwe modelle of masjiene wat reeds in gebruik is, geïnstalleer kan word.
Uitstekende SMART Layer Sensor Tapes Monsters
Die BAE-afdeling van die Amerikaanse korporasie ProTech bied 'n reeks strukturele wapenoplossings aan wat verskillende soorte koeëlvaste heinings en gepantserde gevegsposisies insluit, insluitend gepantserde hutte en wagtorings, mobiele veiligheidsheinings en beskermingsstelsels vir voertuie vir toringtipe soldate. Stationêre oplossings vir die strukturele wapenrusting van hierdie onderneming word verteenwoordig deur 'n aantal voorafvervaardigde gepantserde gevegsposisies AFPS (gepantserde gevegsposisies), wat in staat is om te beskerm teen koeëls van kaliber 9 mm - 12,7 mm. Ander AFPS -oplossings van ProTech sluit vervoerbare gepantserde strukture in wat geoptimaliseer is vir die veiligheid van omtrek- en kontrolepunte, noodsaaklike beskerming van bates, sekuriteitswagte en grenskontrolepunte.
ProTech vervaardig ook modulêre stelsels wat ontwerp kan word volgens die spesifikasies van die eindgebruiker. Soortgelyke stelsels, gebaseer op vervoerbare gepantserde houers wat deur EADS vervaardig is, is in samewerking met KMW ontwikkel onder 'n kontrak met die Duitse Federale Agentskap vir Verdedigingsverkryging. 'N Gepantserde houerstelsel genaamd TransProtec, wat 18 mense, insluitend toerusting, kan akkommodeer, is geoptimaliseer om grondmagte te beskerm teen IED -aanvalle, sluipskuttersvuur, skrapnel, myne en massavernietigingswapens en is tans in diens van die Deense en Duitse leërs in laasgenoemde heet die stelsel MuConPers (universele houer vir die vervoer van mense).
Plasan North America, 'n afdeling van Israel se Plasan Sasa, het ook strukturele wapenoplossings ontwikkel onder 'n kontrak van 'n miljoen dollar met die Amerikaanse departement van verdediging vir die beskerming van nuwe MRAP-voertuie. Volgens die kontrak is Plasan die hoofkontrakteur in die gesamentlike produksieprogram met BAE Systems as subkontrakteur vir die verskaffing van besprekingstelsels vir Oshkosh M-ATV-masjiene, waarvan die meeste in Afghanistan werk onder 'n kontrak met die TACOM-bevel van die Amerikaanse weermag. Plasan is 'n wêreldleier in die ontwerp van aanvullende pantserstelsels en onder-ontploffingsbeskermingstelsels vir die beskerming van taktiese voertuie in die militêre en burgerlike gebiede.
Gevorderde beskermingstelsels vir soldate val binne die gebied van strukturele beskermingstoepassings en bevat meganiese aangedrewe eksoskeletons. Hulle belowe om 'n beduidende impak op grondgevegsoperasies te hê as sulke stelsels hul volle potensiaal bereik. Verskeie groot inisiatiewe vir tegnologiese ontwikkeling van die DOD en die private sektor is tans in die Verenigde State oop. Een van hierdie programme word uitgevoer deur die Amerikaanse weermag se Natick Labs Research Center for Soldiers Development volgens die Future Warrior Concept, wat 'n volledig geïntegreerde stelsel vir die soldaat bied, wat ses hoofsubstelsels insluit. NSRDEC (MIT's ISN - Soldier Nanotechnologies) en die Soldier System Integration Lab (SSIL) werk ook aan hierdie programme. Die uiteindelike doel van SSIL is om te ontwikkel wat SSIL 'n 21ste -eeuse gevegspak noem..
Die Berkeley Robotics and Human Engineering Laboratory (BLEEX) het 'n prototipe ontwikkel van 'n selfaangedrewe eksoskelet, bestaande uit twee antropomorfiese aangedrewe bene, 'n aandrywingstelsel en 'n rugsak-tipe raam waarop verskeie vragte bestaan. Die eksoskelet laat die gebruiker - of 'vlieënier' - toe om uiters swaar vragte te dra, terwyl hy die loop en afdraande van bewegings vergemaklik tydens die normale reis sonder om die fisiese krag van die operateur te gebruik.
Die Raytheon Sarcos -inisiatief word aan die gang gehou by die Raytheon -aanleg in Salt Lake City. Dit verteenwoordig meer ambisieuse werk om die eksoskelet van 'n soldaat te ontwikkel, wat volgens Raytheon in wese 'n draagbare robot is wat die krag, uithouvermoë en mobiliteit van die draer verbeter. Die XOS-eksoskelet, wat dateer uit die oorspronklike eksperimentele stelsel wat deur Sarcos ontwikkel is, stel die vlieënier tans in staat om vragte van tot 200 kilogram op te lig en inspanningstake uit te voer, soos trapklim en helling sonder moegheid, maar word nou hidroulies aangedryf. 'n stilstaande eksterne bron van energie vir homself. Lockheed Martin se HULC -eksoskeletprogram word ook bekendgestel, wat ook ontwerp is om 200 pond vragte te eniger tyd en op enige terrein te dra, en is ontwerp om ten volle hidroulies te wees en nie 'n eksterne kragbron nodig nie. Die HULC -stelsel bevat 'n ingeboude mikroverwerker wat aan sensor -koppelvlakke gekoppel is, waarmee die eksoskelet die bedoeling van die vlieënier kan aanvoel en daarmee saam kan beweeg. Die HULC -stelsel is hoogs modulêr, wat 'n vinnige en doeltreffende vervanging van die belangrikste komponente in die veld moontlik maak, en is energie -doeltreffend ontwerp om die werking van die battery tydens lang missies moontlik te maak. Die HULC word egter, net soos die eksoskelet van BLEEX, meer beskou as 'n stelsel om vragte te dra, eerder as om die natuurlike fisiese vermoëns van 'n soldaat te vervang. Tans ontwikkel die HAL (Hybrid Assistive Limb) deur die Japannese onderneming Cyberdyne van Ibaraki, dit is 'n algehele kragtige stelsel wat ontwerp is om 'n persoon se fisiese krag van twee na tien keer te verhoog. Ondanks die voorkoms van "Iron Man", bly die aanpasbaarheid daarvan by toekomstige militêre take in twyfel.
Verdere aksies
Samevattend kan 'n belangrike taak vir SZB in die breë gedefinieer word as die vermindering van kwesbaarheid vir vyandige optrede, veral ballistiese aanvalle, waarvoor baie, indien nie alle tradisionele materiaal, tans nie voldoende vlakke van troepebeskerming bied nie.
Combat leer bevelvoerders dikwels harde lesse wat in die verlede voor die hand liggend gelyk het. Een van die moeilikste lesse in die geveg vandag is die ontoereikendheid van wapenbeskerming teen geïmproviseerde dreigemente, wat selfmoordaanvalle op militêre en burgerlike teikens insluit en aanvalle op vervoer en teaterpersoneel. Ou gewoontes, veral militêre gewoontes, sterf veral hard af. Maar histories is hierdie gewoontes geneig om te verdwyn onder die druk van gevegte, soos Franse kavalerie versus Engelse boë tydens die Honderdjarige Oorlog, of die ontoereikendheid van Irakse pantservoertuie in Sowjet-styl tot aanvalle deur presisie geleide ammunisie en meer gevorderde MBT's tydens die Golf Oorlog.
Die reaksie op uitdagings vinnig en met gepaste teenmaatreëls is die sleutel tot militêre sukses en veiligheidstabiliteit. As hulle dus ernstig opgeneem word as dit by troepebeskerming kom en 'n belangrike verdedigingskwessie is in hierdie transformasie -era van herstrukturering van magte, dan behoort strukturele beskerming en SZB wat hierdie tegnologie gebruik, 'n verdedigingsverkryging en R & D -prioriteit vir alle militêre leiers te word. Die asimmetriese bedreigings van vandag vir militêre en burgerlike infrastruktuur, sowel as asimmetriese gevegte in streeksgevegsaktiwiteite, beïnvloed die ontwikkeling van verdedigingsbeleid en stelselontwerp en verkryging wêreldwyd. Dit is soos dit behoort te wees in die voorspelbare toekoms.
Sulke gepantserde militêre stelsels word hoofsaaklik beskou as aanvullings tot ander prioriteitsoplossings, en nie as 'n integrale deel van baie en die meeste gevegstelsels nie. Maar alles verander. Beskermings- en pantserstelsels bied groot potensiaal en versterk die vermoëns in die 21ste eeu. Die gebruik daarvan sal uitbrei en die standaard word vir baie, indien nie die meeste, verdedigingstelsels op alle vlakke.
