Oblast ochranných materiálů je obrovská a rychle roste. Nové materiály rozšiřují technologickou základnu systémů ochrany personálu a zbraňových platforem. Současně se mění obchodní praktiky, odklání se od exkluzivních dodavatelů a dalších tradičních vzorců běžných v průmyslových odvětvích, jako je obrana a bezpečnost
Průmysl se snaží rychle reagovat na rozšiřující se potřeby vojenských zákazníků, a to nejen za účelem „odlehčení zátěže“, ale také za účelem vývoje stejně důležitých charakteristik nových ochranných materiálů a systémů ochrany před brněním.
To lze potvrdit slovy vedoucího oddělení ochrany těla společnosti DSM Dyneema Marca Manika, který v jednom ze svých rozhovorů řekl: „Vyrábíme nejsilnější umělá vlákna a to je vlákno DYNEEMA“.
Průmyslový odborník zařadil bezpečnostní řešení DSM do kategorie „nová vlna nebo generace balistické ochrany“. Nabídka společnosti, kterou nazývá „Nekompromisní technologická dokonalost“, kombinuje lehké materiály a vynikající výkon, poskytuje pohodlí spolu s dalšími kvalitativními funkcemi a poskytuje zákazníkům „vše, co potřebují k dokončení věcí“.
Manik vyzdvihl laminát HB DYNEEMA na bázi vláken jako jeden z technologických průlomů v systémech balistické ochrany. Skutečně „Vlákno DYNEEMA HB je nejen 15krát pevnější než ocel, ale má řadu vlastností, o které je skutečně zájem, a kterým věnujeme velkou pozornost,“zdůraznil a na otázku, co zákazníci v této oblasti primárně chtějí, odpověděl, že „pro své vybavení chtějí stále lehčí možnosti“.
Sherrill Ingstad, vedoucí pokročilé keramiky v ZM, s ním souhlasí: „V USA a dalších zemích vidíme velkou poptávku po lehkých ochranných systémech a právě zde se dnes naše úsilí soustřeďuje. Usilujeme o vyladění všech aspektů naší práce-od technologie patentovaných materiálů a výzkumu a vývoje až po sladění pracovních sil a zdokonalení výrobních procesů-abychom poskytli lehké systémy, které snižují zátěž pro armádu a přitom stále poskytují požadovanou úroveň ochrany. “
Jako mluvčí společnosti Ceradyne (součást ZM) Ingstad oznámil, že americké armádě bylo dosud dodáno více než dva miliony neprůstřelných vložek a více než 100 000 vylepšených bojových přileb (ESN).
Navzdory své relativně malé hmotnosti ESN „poskytuje vyšší úroveň ochrany před střelami a fragmentací než jakákoli jiná bojová helma v historii,“řekl Ingstad. „Ve srovnání s jinými přilbami stejné hmotnosti v provozu ESN zvyšuje úroveň ochrany proti kulkám a proti fragmentaci o více než 35%.“
První přilby ECH vstoupily do služby u americké armády v roce 2014.
Portfolio osobních ochranných prostředků společnosti Ceradyne zahrnuje také lehkou, vylepšenou ochrannou vložku do ručních zbraní ESAPI (vylepšená ochranná vložka do ručních zbraní), která chrání trup před palbou z ručních zbraní. Vložky jsou k dispozici v různých velikostech a hodí se do speciálních vnitřních částí neprůstřelné vesty pro vojenský personál obou pohlaví. "Dodáváme neprůstřelné vesty do oddělení podpory logistické obrany, které pak zpracovává objednávky pro každou jednotlivou jednotku," řekl mluvčí Ceradyne.
Společnost dodává moderní ochranné vložky ESAPI různých hmotností. Současná smlouva amerického ministerstva obrany počítá s dodávkou ultra malých, malých a středních vložek, jejichž hmotnost se pohybuje od necelých 2 kg do téměř 2,5 kg. Ceradyne také nabízí velké a extra velké vložky do neprůstřelné vesty, které jsou o něco těžší.
Společnost Ceradyne začala dodávat vložky měsíc před plánem loni v červnu. V souladu s tím musí společnost dokončit dodávky pro tuto objednávku na konci roku 2017.
Ochrana vozidel a jejich posádek
Zástupce společnosti RUAG Defense zhodnotil problémy a úkoly v oblasti ochranných materiálů pro vozidla, která se ve skutečnosti scvrkávají na nalezení kompromisu mezi ekonomickou ziskovostí a maximálním možným snížením hmotnosti (terénní schopnost země, letecká přeprava atd.) a také řešení, která zajišťují ochranu posádek a samotných vozidel před mnoha hrozbami, dynamičtějšími a smrtícími. RUAG Defense také uvedl: „Konkrétní potřeby se samozřejmě liší scénář od scénáře, ale vždy se snažíte najít dokonalou rovnováhu mezi úrovněmi ochrany a mobility. Ti, kdo mluví o nestálosti hrozeb, mají pravdu, ale neustále zkoumáme nové nápady v oblasti materiálů a návrhových řešení. “
Zástupce společnosti RUAG dále zaznamenal stírání hranic mezi scénáři moderních hrozeb a výzvami, které tyto scénáře představují pro dodavatele materiálů a bezpečnostních systémů. "Scénáře hrozeb nyní nejsou tak jednoznačné, jako dříve." Rozdíl mezi symetrickými a asymetrickými vojenskými operacemi se nám stírá před očima, nyní potřebujeme hybridní řešení, která dokážou pokrýt mnohem širší škálu hrozeb. “
RUAG se snaží vyhovět současným globálním výzvám a vyvíjí ochranné sady pro celou řadu vozidel, od lehkých obrněných vozidel 4x4 až po hlavní bojové tanky, jako je LEOPARD 2, a v tomto ohledu se portfolio společnosti v tomto odvětví neustále rozšiřuje.
Poté zástupce švýcarské společnosti pokračoval: „Pro německou BMP PUMA dodáváme ochranu proti minám spolu s dalšími ochrannými součástmi. RUAG se ujal vývoje komplexní ochrany proti minám, ochrany proti IED (improvizovaná výbušná zařízení) a průbojných projektilů pro rakouská a belgická obrněná vozidla PANDUR I. Výroba a dodávka našich balistických souprav Roof PRO pro hlavního výrobce jsou v plném proudu."
Viceprezidentka obrany Alcoa Margaret Cosentino zaznamenala další paralelní a poněkud konkurenční trend v ochraně vozidel. Podle ní byla dříve věnována velká pozornost dodatečnému pancéřování vozidel, která se účastnila operací v Iráku a Afghánistánu, a nyní došlo k návratu k rychlosti, manévrovatelnosti a manévrovatelnosti jako funkcím zvyšování bojové odolnosti. "Například ve speciálních operacích jsou ultralehká vozidla nasazována pro bojové skupiny." Alcoa spolupracuje s vědeckou komunitou americké armády prostřednictvím svého nového programu Mobile Protected Firepower s cílem získat co nejvíce informací o inovativních materiálech a vybrat technologii pro bezpečný vysoce přesný systém přímé palby. “
Produkty Alcoa Defense prodlužují životní cyklus vojenských vozidel s portfoliem produktů pro stávající i nová vozidla. Vícesložkové výrobky společnosti Alcoa, včetně výrobků vyráběných vytlačováním, lisováním, litím a celou řadou válcovaných výrobků, se skutečně nacházejí na taktických kolových vozidlech a pozemních bojových vozidlech, počínaje hliníkovým pancířem na džípech HMWWV (jako reakce na IED) a těžkých terénních nákladních vozidel. HEMTT a končí hliníkovými komponenty pro nové platformy, jako je obrněný vůz JLTV.
"Za prvé, Alcoa Defense používá ve své činnosti velmi širokou škálu materiálů, protože naše podnikání je rovnoměrně rozděleno mezi výrobky z hliníku, titanu a niklu, což nám umožňuje spolupracovat s armádou a hlavními výrobci finálních produktů za účelem získání správný materiál, slitina a tepelné zpracování, aby splňovaly požadavky na speciální úkoly, - vysvětlil Cosentino. "Zadruhé se zaměřujeme na plnou vertikální integraci, od materiálu přes tvar výrobku až po obrábění a finální montáž." Zlepšení účinnosti Alcoa pomáhá našim zákazníkům stát se efektivnějšími a konkurenceschopnějšími. “
Dalším dodavatelem obranných systémů pro vojenská vozidla je QinetiQ North America (QNA). LAST Armor Spall Liner vložky proti třískám jsou instalovány na různých amerických vozidlech MRAP a jeho sedla BlastRide pohlcující energii jsou instalována v BMP a obrněných transportérech v různých zemích. Jeff Riu, vedoucí systémů přežití ve společnosti, uvedl: „Naše řešení pasivní ochrany RPG Q-NET jsou navíc nainstalována na více než 13 000 vozidlech po celém světě, například poskytují ochranu pro stroje jako MAXXPRO, PL-ATU, HEMMT a STRYKER, jakož i platformy z jiných zemí. Ochranný systém Q-NET má potenciál být instalován na některé varianty obrněného vozidla JLTV americké armády a námořní pěchoty. “
QNA také vyvíjí osobní ochranné prostředky pro letadla a vrtulníky, přičemž Riu také sdílí některé ze svých tajných receptů na omáčky své společnosti, které mají plně reagovat na potřeby svých zákazníků, pokud jde o náklady, hmotnost a vlastnosti konečného produktu, aby poskytnout jim nejlepší možné řešení. "Toho jsme dosáhli prací s řadou špičkových materiálů, včetně válcované pancéřové oceli, různých druhů keramiky a nejnovějších vysoce kvalitních balistických vláken." Neúnavně také pracujeme na vývoji nových inovativních řešení, jako jsou naše sedadla pohlcující energii a naše technologie útlumu výbuchu BlastPro. “
Spolupráce a partnerství
Jedno z aktuálních témat v diskusi mezi obchodem s bezpečnostními materiály se týká dohod s více dodavateli a dalšími partnery (v některých případech se stovkami organizací) kromě dohod o exkluzivním partnerství, které jsou běžné v jiných segmentech obranného trhu.
Marko Manik na příkladu své společnosti hovořil o touze společnosti DSM inovovat a optimalizovat nové technologie v partnerské síti a o interních investicích do výzkumu a vývoje.
DSM preferuje partnery v obranném a souvisejícím bezpečnostním sektoru a někteří z těchto partnerů mají s DSM silnější vztah díky své schopnosti inovovat. „Pokud máme partnera, který má schopnost inovovat rychleji než kdokoli jiný, pak má výhodu, protože kromě našich produktů existují i konečné produkty. Proto musíme spolupracovat s partnery, kteří jsou do určité míry v souladu s naší rychlostí inovací, “řekl Manik.
Nejnovějším obchodním partnerem DSM Dyneema je First Armor, dceřiná společnost investiční skupiny KADDB. V červnu 2016 společnost First Armor odhalila lehký polstrovaný panel nošený v kombinaci s bezpečnostní vestou. Nová vložka First Armor je vyrobena z Dyneema HB212. Tento kompozitní laminát na bázi UHMWPE je vynikající pro lehké a odolné obranné systémy vytvořené pomocí technologie DYNEEMA Force Multiplier.
First Armor brzy nabídne několik typů systémů ochrany těla založených na různých vysoce výkonných materiálech vyvinutých společností DYNEEMA.
Na začátku loňského roku představil další partner DSM, Point Blank Enterprises, svůj systém ochrany těla ALPHA ELITE Black, který rozšiřuje produktovou řadu ALPHA ELITE. "Nejnovější model ALPHA ELITE Black, model ochrany ručních zbraní, je vylepšení předchozího produktu, protože při stejné úrovni ochrany snižuje hmotnost o 17%," uvedla společnost v tiskové zprávě. Černé neprůstřelné vesty ALPHA ELITE využívají novou generaci technologie DYNEEMA Force Multiplier od DSM.
RUAG také neobchází žádnou organizaci v této oblasti a usiluje o oboustranně výhodnou spolupráci. Mluvčí RUAG vysvětlil, že společnost „pravidelně provádí průzkum trhu s novými designy a materiály; a jsme pyšní na kvalitu našich testů a testů, které provádíme, abychom přesně určili ochranné vlastnosti materiálů. To umožňuje společnosti RUAG přizpůsobit řešení ochrany jakémukoli vozidlu a hrozbě za optimální hmotnosti a nákladů. “
Pan Riu společnosti QNA uvedl: „Vyvinuli jsme silné vztahy s některými předními výrobci pokročilé keramiky, balistických materiálů a kompozitních vláken. Využití těchto spojení nám umožňuje navrhovat a dodávat produkty, které překonávají naše konkurenty. “
DuPont je dalším dodavatelem, který si vybudoval „silnou pozici“v dodávkách materiálu pro různé aplikace. Například technologie syntetických vláken Kevlar nachází širokou škálu aplikací - různé neprůstřelné vesty, vložky, helmy, ochrana končetin a pancéřování vozidel. Všechny tyto produkty zvyšují míru přežití personálu, zatímco spotřebitelé dostávají ochranný materiál různého stupně „měkkosti“nebo „tvrdosti“(v tomto odvětví běžné pojmy). „Měkká ochrana se vztahuje na vesty a další části vybavení, které jsou často vyrobeny z textilních vláken a jiných flexibilních struktur, aby se zlepšil střih, pohodlí a mobilita nositelů,“vysvětlil Joseph Hovanek, hlavní technolog společnosti DuPont Protection Solutions. „Tvrdá ochrana se týká tvrdších kompozitních struktur, jako jsou vložky, helmy a součásti ochrany vozidel, u nichž DuPont nabízí kromě kevlaru také polyetylenové fólie Tensylon.“
Hovanek hovořil o jednom aspektu obchodního modelu společnosti DuPont s tím, že společnost dodává vlákna, tkaniny a další struktury od Kevlaru po přední výrobce vest, helem a obrněných vozidel, kteří tyto materiály používají při navrhování a výrobě svých produktů. Odborník z oboru dodal: „Zaměřujeme se na vývoj lokalizovaných řešení, přičemž přední výrobci spolupracují se čtyřmi našimi hlavními technickými centry v různých zemích.“
Kromě společnosti QNA a dalších výše zmíněných společností, které dodávají výrobky různým koncovým uživatelům, existuje další firma, která působí v několika souvisejících oblastech. Combat Clothing Australia (CCA) Protect je globálním dodavatelem obrany a zabezpečení s bohatými zkušenostmi s návrhem a výrobou balistické ochrany pro lidi, pozemní platformy a letectví. Obchodní ředitel společnosti Lee O'Shea poznamenal, že „CCA Protect působí na trzích Austrálie, USA, Hongkongu, Malajsie, Singapuru, Spojených arabských emirátů, Nového Zélandu a Papuy -Nové Guineje“.
Společnost CCA Protect dodává zejména ochranné a měkké systémy ochrany karoserie až do úrovně IV a také pancéřování vozidel schopné odolávat protitankovým granátům. O'Shea pokračoval: „Pokročilá pancéřová řešení CCA Protect byla vybrána tak, aby poskytovala balistickou ochranu vrtulníkům australských ozbrojených sil UH-60 BLACKHAWK a CH-47 CHINOOK. Výrobní zařízení CCA Protect umožňuje výrobu velkých jednopancéřových panelů, což je činí ideálními pro australský projekt Land 400 Phase 2. “V rámci tohoto projektu Austrálie aktualizuje a modernizuje svoji flotilu bojových průzkumných vozidel.
Aby splnila požadavky svých zahraničních zákazníků, provádí CCA Protect důkladnou analýzu řešení s cílem dosáhnout rovnováhy mezi náklady, mobilitou, ochranou a hmotností. O'Shea na závěr řekl: „Rychle se měnící bojový prostor neustále pohání inovace v balistickém obranném průmyslu. Nejmodernější výrobní zařízení a zkušení inženýři společnosti CCA Protect umožňují tyto složité výzvy řešit. Kombinace pokročilých kompozitů a unikátních technik lepení vytváří ultralehké, odolné a tenké stínící materiály. “
Švýcarská společnost Garant vyvíjí moderní řešení balistické ochrany FirmLiner a FlexLiner pro různé typy aplikací. Spolu s používáním nejnovějších materiálů vyplývajících z intenzivních činností výzkumu a vývoje má Garant také bohaté zkušenosti získané z dlouhodobých programů ve spolupráci s dodavateli materiálů a koncovými uživateli. Mezi oblíbené a široce používané materiály patří para-aramid, polyethylen, polypropylen a sklolaminát.
Průhledná spinel keramika pro námořní aplikace
Transparentní spinel (MgAl2O4) je v současné době preferovaným materiálem pro použití v řadě námořních a jiných obranných aplikací. Jedná se o krystalický materiál s krychlovou mřížkou, který se stále častěji používá k ochraně různých lodních systémů, včetně senzorů, obranných a „chytrých“materiálů a zbraní.
Keramika spinel má kromě své vysoké pevnosti také vynikající propustnost od ultrafialových paprsků (0,2 μm) do středního infračerveného záření (5 μm). Pro optronické stožáry jaderných ponorek třídy VIRGINIA amerického námořnictva se používá jednopinelové sklo, které zvyšuje odolnost a výrazně snižuje náklady na údržbu a životní cyklus. Dříve bylo na stožár optočlenu L-3 KEO instalováno křemíkové sklo a krystalické germánium k přenosu viditelného světla a paprsků ve střední infračervené oblasti spektra. Oba tyto materiály se však ukázaly jako nedostatečně pevné a náchylné k poškození, a to navzdory skutečnosti, že jejich tloušťka byla 3, 8 cm. Problém byl v tom, jak vyrobit okno ze silného spinelu. Podle výzkumu má spinelská keramika o tloušťce 3,8 cm, jejíž výrobní postup je založen na lisování za tepla, velmi dobré optické vlastnosti.
Most amerického torpédoborce třídy ZUMWALT (DDG 1000) je také vybaven velkými vysokopevnostními okny, která propouštějí viditelné světlo a infračervené vlny o vlnové délce 5 mikronů a která musí odolat nárazům vln až 0,56 kg / cm2. Jak se proces lisování za tepla mění na velké rozměry, můstkové okno může být vyrobeno z jednoho velkého kusu spinelu. A naopak, může být vyroben difúzí hran spojením dvou nebo více malých oken do jednoho. Divize aplikované optiky americké námořní výzkumné laboratoře (NRL) prokázala proveditelnost obou těchto přístupů.
Laboratoř poznamenala, že tradiční metodou vysokoteplotního růstu z taveniny (> 2000 ° C) z jednokrystalového spinelu je obtížné vyrobit desku o rozměrech více než několik milimetrů. V procesu řešení tohoto problému NRL určila, že špatná kvalita komerční spinelové keramiky je způsobena nerovnoměrným smísením slinovací přísady (fluorid lithný) s práškem spinelu, což vede k pórovitosti a zachycení (zbytek v konečném produktu) této slinovací přísady. Vědci z NRL vyvinuli patentovaný postup pro rovnoměrné potahování každé částice spinelového prášku slinovacím aditivem, které umožňuje aditivum odstranit během procesu lisování za tepla při teplotě asi 1600 ° C. Podle NRL to umožňuje výrobu plně zhutněné, rovnoměrně transparentní spinelské keramiky s vysokými optickými vlastnostmi, přičemž proces je škálovatelný a umožňuje výrobu velkých oken.
Navrženo pro drsné prostředí
Transparentní spinel keramika se používá i v jiných obranných aplikacích. Mezi nimi jsou vysoce výkonné lasery vyvíjené pro cílené energetické zbraně. Z optického hlediska je jedním z nejproblematičtějších míst výstupní čočka (okno), protože sklo pro takové systémy nemá dostatečně dobré tepelné, optické a mechanické vlastnosti. Důvodem je, že skleněná okna mají velmi nízkou tepelnou vodivost vedoucí k tepelnému šoku. Nízká pevnost skla podle vědců NRL také ztěžuje použití v agresivním prostředí. Na druhé straně vynikající pevnost spinelu umožňuje použití v drsných prostředích a jeho vysoká pevnost umožňuje tenčí okna, což snižuje hmotnost. Společnost NRL vyvinula ultrapure technologii spinelového prášku, která byla použita k výrobě keramiky spinel s rekordně nízkou absorpční ztrátou 6 ppm (dílů na milion) / cm při vlnové délce 1,06 μm.
Keramika s vysokou optickou kvalitou se také používá k výrobě trvanlivých tepelně transparentních radomů pro infračervené střely. Podle otevřených zdrojů jsou stávající materiály, například krystalický křemík, křehké a neposkytují přenos viditelného světla. Další materiál, safír (a-Al2O3), má omezený přenos na vlnové délce 5 µm. Sapphire je extrémně odolný vůči mechanickému poškození, protože má pozoruhodnou tvrdost (9 na Mohsově stupnici); po diamantu a karbidu křemíku (a-SiC) je to nejtvrdší materiál. Ale spinel dokonale přenáší viditelné světlo a má lepší propustnost ve srovnání se safírem o délce 5 mikronů. Ve snaze demonstrovat praktickou použitelnost spinelu vědci z NRL změnili proces lisování za tepla a z tohoto materiálu úspěšně vyrobili kapotáže.
Dostupnost spinelské keramiky s vysokými optickými vlastnostmi také umožní výrobu lehkých ochranných štítů a brýlí pro osobní ochranu proti IED, jakož i konformních oken pro sledovací systémy. Výzkum v roce 2013 ukázal, že spinel z oxidu hořečnatého a oxidu hlinitého je vynikajícím kandidátem na vnější tvrzené průhledné vrstvy brnění. Vědci, kteří systematicky zkoumali fragmentaci tří typů spinelské keramiky, ukázali, že režim fragmentace je jedním z klíčových parametrů ovlivňujících balistickou odolnost keramiky.
