Područje zaštitnih materijala je ogromno i brzo raste. Novi materijali proširuju tehnološku osnovu za sisteme zaštite osoblja i platforme za oružje. U isto vrijeme, poslovna praksa se mijenja, udaljavajući se od ekskluzivnih dobavljača i drugih tradicionalnih obrazaca zajedničkih za industrije poput odbrane i sigurnosti
Industrija pokušava brzo odgovoriti na sve veće potrebe vojnih kupaca, ne samo kako bi "olakšala teret", već i razvila jednako važne karakteristike novih zaštitnih materijala i sistema zaštite oklopa.
To se može potvrditi riječima šefa odjela za zaštitu tijela u DSM Dyneema, Marca Manika, koji je u jednom od svojih intervjua rekao: „Mi proizvodimo najjača umjetna vlakna, a to su vlakna DYNEEMA“.
Stručnjak u industriji kategorizirao je sigurnosna rješenja DSM -a kao "novi val ili generaciju balističke zaštite". Ponude kompanije, koju naziva "beskompromisnom tehnološkom izvrsnošću", kombiniraju lagane materijale i vrhunske performanse, pružaju udobnost uz ostale karakteristike kvalitete i pružaju kupcima "sve što im je potrebno za obavljanje poslova".
Manik je istaknuo DYNEEMA HB laminat na bazi vlakana kao jedan od tehnoloških iskoraka u sistemima balističke zaštite. Zaista, "DYNEEMA HB vlakno nije samo 15 puta jače od čelika, već ima niz svojstava koja su zaista tražena, na što posebno obraćamo pažnju", naglasio je, a na pitanje što kupci na ovom području prvenstveno žele, odgovorio da "žele sve lakše opcije za svoju opremu".
Sherrill Ingstad, šef napredne keramike u ZM -u slaže se s njim: „Vidimo veliku potražnju u SAD -u i drugim zemljama za lakim sistemima zaštite, i tu su naši napori koncentrirani danas. Nastojimo fino prilagoditi svaki aspekt našeg rada-od tehnologije zaštićenih materijala i istraživanja i razvoja do usklađivanja radne snage i usavršavanja proizvodnih procesa-kako bismo osigurali lagane sisteme koji smanjuju teret za vojsku, a da pritom pružaju potrebnu razinu zaštite."
Kao glasnogovornik Ceradynea (dio ZM -a), Ingstad je najavio da je do danas američkoj vojsci isporučeno više od dva miliona uložaka od pancira i više od 100.000 poboljšanih borbenih kaciga (ESN).
Uprkos relativno maloj masi, ESN "pruža viši nivo zaštite od metaka i fragmentacije od bilo koje druge borbene kacige u istoriji", rekao je Ingstad. "U usporedbi s drugim kacigama iste težine u upotrebi, ESN povećava razinu zaštite od metaka i zaštite od fragmentacije za više od 35%."
Prve ECH kacige ušle su u službu američke vojske 2014.
Ceradyneov portfelj lične zaštitne opreme takođe uključuje lagani, poboljšani zaštitni umetak za malokalibarsko oružje ESAPI (poboljšani zaštitni umetak za malokalibarsko oružje) koji štiti torzo od vatre iz malokalibarskog oružja. Ulošci su dostupni u različitim veličinama i uklapaju se u posebne unutrašnje delove pancira za vojno osoblje oba pola. "Isporučujemo neprobojne prsluke Ministarstvu odbrambene logističke podrške, koje zatim obrađuje narudžbe za svaku pojedinačnu jedinicu", rekao je glasnogovornik Ceradynea.
Kompanija isporučuje moderne ESAPI zaštitne umetke različite težine. Trenutni ugovor američkog Ministarstva obrane predviđa isporuku ultra malih, malih i srednjih umetaka, čija se masa kreće od manje od 2 kg do gotovo 2,5 kg. Ceradyne nudi i velike i izuzetno velike umetke za pancire, koji su nešto teži.
Ceradyne je počeo isporučivati umetke mjesec dana prije roka u junu prošle godine. U skladu s tim, kompanija mora završiti isporuke za ovu narudžbu krajem 2017. godine.
Zaštita vozila i njihove posade
Predstavnik kompanije RUAG Defense dao je svoju ocjenu problema i zadataka u području zaštitnih materijala za vozila, koji se, u stvari, svode na pronalaženje kompromisa između ekonomske isplativosti i maksimalnog mogućeg smanjenja težine (off-road cross- sposobnost zemlje, zračni prijevoz itd.), kao i rješenja koja osiguravaju zaštitu posade i samih vozila od mnoštva prijetnji, dinamičnijih i smrtonosnijih. RUAG Defense je također komentirao: “Očigledno, posebne potrebe se razlikuju od scenarija do scenarija, ali uvijek pokušavate pronaći savršenu ravnotežu između nivoa zaštite i mobilnosti. Oni koji govore o nestabilnosti prijetnji su u pravu, ali mi stalno istražujemo nove ideje na području materijala i dizajnerskih rješenja."
Nadalje, predstavnik RUAG -a je primijetio brisanje granica između scenarija savremenih prijetnji i izazova koje ti scenariji predstavljaju za dobavljače materijala i sigurnosne sisteme. „Scenariji prijetnji sada nisu tako definitivni kao prije. Razlika između simetričnih i asimetričnih vojnih operacija zamagljuje se pred našim očima, sada su nam potrebna hibridna rješenja koja mogu pokriti mnogo širi raspon prijetnji."
RUAG nastoji odgovoriti na aktualne globalne izazove i razvija komplete zaštite za mnoštvo vozila, od lakih oklopnih vozila 4x4 do glavnih borbenih tenkova poput LEOPARD 2, pa se u tom smislu portfelj kompanije u ovom sektoru stalno širi.
Zatim je predstavnik švicarske kompanije nastavio: „Za njemački BMP PUMA isporučujemo zaštitu od mina zajedno sa ostalim zaštitnim komponentama. RUAG je preuzeo razvoj sveobuhvatne zaštite od mina, zaštite od IED-a (improvizovanih eksplozivnih naprava) i projektila za oklopne projektile za austrijska i belgijska oklopna vozila PANDUR I. Proizvodnja i isporuka naših balističkih kompleta Roof PRO za proizvođača glave su u punom jeku.."
Potpredsjednica Alcoa Defense Margaret Cosentino primijetila je još jedan paralelan i donekle konkurentan trend u zaštiti vozila. Prema njenim riječima, ranije se velika pažnja posvećivala dodatnom oklopljavanju vozila koja su učestvovala u operacijama u Iraku i Afganistanu, a sada dolazi do povratka na brzinu, manevarske sposobnosti i manevarske sposobnosti kao funkcije povećanja borbene opstojnosti. “Na primjer, u posebnim operacijama, ultralaka vozila se raspoređuju za borbene grupe. Alcoa radi sa naučnom zajednicom američke vojske kroz svoj novi program Mobile Protected Firepower program kako bi prikupila što je moguće više informacija o inovativnim materijalima i odabranoj tehnologiji za siguran visoko precizni sistem direktne vatre.”
Proizvodi Alcoa Defense produžuju životni ciklus vojnih vozila, s portfolijom proizvoda za postojeća i nova vozila. Zaista, višekomponentni proizvodi tvrtke Alcoa, uključujući one proizvedene ekstruzijom, štancanjem, lijevanjem i čitavim nizom valjanih proizvoda, nalaze se na taktičkim vozilima na točkovima i kopnenim borbenim vozilima, u rasponu od aluminijskog oklopa na džipovima HMWWV (kao reakcija na IED) i teški terenski kamioni HEMTT, a završavaju aluminijskim komponentama za nove platforme, poput oklopnih automobila JLTV.
“Prvo, Alcoa Defense u svojim aktivnostima koristi vrlo širok raspon materijala, jer je naše poslovanje podjednako podijeljeno između proizvoda od aluminija, titana i nikla, što nam omogućava da radimo s vojskom i glavnim proizvođačima gotovih proizvoda kako bismo dobili odgovarajući materijal, legure i toplinska obrada kako bi zadovoljili zahtjeve za posebne zadatke, - objasnio je Cosentino. „Drugo, fokusiramo se na potpunu vertikalnu integraciju, od materijala do oblika proizvoda, do strojne obrade i konačne montaže. Poboljšanje efikasnosti Alcoe pomaže našim klijentima da postanu efikasniji i konkurentniji.”
Drugi dobavljač odbrambenih sistema za vojna vozila je QinetiQ North America (QNA). LAST Armor Spall Liner košuljice protiv rascjepa instalirane su na različitim vozilima američke proizvodnje MRAP, a sjedala BlastRide koja apsorbiraju energiju ugrađena su u BMP i oklopne transportere u različitim zemljama. Jeff Riu, šef sistema za preživljavanje u kompaniji, komentirao je: „Osim toga, naša rješenja za zaštitu pasivnih RPG Q-NET instalirana su na više od 13.000 vozila širom svijeta, na primjer, pružaju zaštitu za mašine poput MAXXPRO, PL-ATU, HEMMT i STRYKER, kao i platforme iz drugih zemalja. Sistem zaštite Q-NET ima potencijal za instaliranje na neke varijante oklopnog vozila JLTV američke vojske i marinaca."
QNA također razvija osobnu zaštitnu opremu za avione i helikoptere, a Riu također dijeli neke od tajnih recepata umaka svoje kompanije koji će u potpunosti odgovoriti na potrebe svojih kupaca u pogledu cijene, težine i karakteristika finalnog proizvoda kako bi pružiti im najbolje moguće rješenje. “To smo postigli radeći s raznim vrhunskim materijalima, uključujući valjani oklopni čelik, različite vrste keramike i najnovija visokokvalitetna balistička vlakna. Neumorno radimo i na razvoju inovativnih novih rješenja, poput naših sjedala koja apsorbiraju energiju i naše BlastPro tehnologije slabljenja blast.
Saradnja i partnerstvo
Jedna od vrućih tema u raspravi o poslovima sa sigurnosnim materijalima tiče se ugovora sa više dobavljača i drugih partnera (u nekim slučajevima i stotinama organizacija), osim ugovora o ekskluzivnom partnerstvu koji su uobičajeni u drugim segmentima odbrambenog tržišta.
Marko Manik je na primjeru svoje kompanije govorio o želji DSM -a da inovira i optimizira nove tehnologije u svojoj partnerskoj mreži te o internim ulaganjima u istraživanje i razvoj.
DSM preferira partnere u sektoru odbrane i srodnom sektoru sigurnosti, a neki od tih partnera imaju jači odnos s DSM -om zbog svoje sposobnosti inoviranja. “Ako imamo partnera koji ima sposobnost inoviranja brže od bilo koga drugog, onda on ima prednost, jer osim naših proizvoda postoje i krajnji proizvodi. Zato moramo raditi s partnerima koji su u određenoj mjeri u skladu s našom brzinom inovacija”, rekao je Manik.
Najnoviji poslovni partner DSM Dyneeme je First Armor, podružnica KADDB Investment Group. U junu 2016. godine First Armor je otkrio lagani podstavljeni panel koji se nosi u kombinaciji sa zaštitnim prslukom. Novi brod First Armor izrađen je od Dyneema HB212. Ovaj kompozitni laminat na bazi UHMWPE odličan je za lagane, izdržljive odbrambene sisteme stvorene korištenjem DYNEEMA Force Multiplier tehnologije.
First Armor će uskoro ponuditi nekoliko vrsta sistema zaštite tijela zasnovanih na različitim materijalima visokih performansi koje je razvila DYNEEMA.
Početkom prošle godine, drugi partner DSM -a, Point Blank Enterprises, predstavio je svoj sistem zaštite tijela ALPHA ELITE Black, proširujući liniju proizvoda ALPHA ELITE. "Najnoviji ALPHA ELITE Black, model zaštite malog oružja, poboljšanje je prethodnog proizvoda jer smanjuje težinu za 17% uz istu razinu zaštite", navodi se u saopćenju kompanije. Oklop za tijelo ALPHA ELITE Black koristi novu generaciju DYNEEMA Force Multiplier tehnologije iz DSM -a.
RUAG takođe ne zaobilazi nijednu organizaciju u ovoj oblasti, težeći obostrano korisnoj saradnji. Glasnogovornik RUAG -a objasnio je da kompanija „redovno pregleda tržište za nove dizajne i materijale; Ponosimo se kvalitetom naših testova i testova koje provodimo radi preciznog određivanja zaštitnih svojstava materijala. To omogućuje RUAG -u da prilagodi rješenja zaštite svakom vozilu i prijetnji uz optimalnu težinu i cijenu.”
G. Riu iz QNA -e, komentirao je: „Razvili smo čvrste odnose s nekim od vodećih proizvođača napredne keramike, balističkih materijala i kompozitnih vlakana. Korištenje ovih veza omogućuje nam dizajniranje i isporuku proizvoda koji nadmašuju naše konkurente.”
DuPont je još jedan dobavljač koji je uspostavio „jaku poziciju“u opskrbi materijalom za različite primjene. Na primjer, tehnologija sintetičkih vlakana Kevlar pronalazi širok spektar primjena - razne oklope, umetke, kacige, zaštitu udova i oklop vozila. Svi ovi proizvodi povećavaju nivo preživljavanja osoblja, dok potrošači dobijaju zaštitni materijal različitog stepena "mekoće" ili "tvrdoće" (uobičajeni izrazi u ovom sektoru). "Meka zaštita odnosi se na prsluke i druge dijelove opreme, koji su često izrađeni od vlakana tkanine i drugih fleksibilnih struktura kako bi se poboljšalo prianjanje, udobnost i mobilnost korisnika", objasnio je Joseph Hovanek, glavni tehnolog u DuPont Protection Solutions. "Tvrda zaštita odnosi se na čvršće kompozitne strukture, kao što su umetci, kacige i komponente za zaštitu vozila, za koje DuPont pored kevlara nudi i polietilenske ploče od tensilona."
Hovanek je govorio o jednom aspektu DuPontovog poslovnog modela, ističući da kompanija isporučuje vlakna, tkanine i druge strukture od Kevlara do vodećih proizvođača prsluka, kaciga i oklopnih vozila koji koriste ove materijale u dizajnu i proizvodnji svojih proizvoda. Industrijski stručnjak je dodao: "Fokusiramo se na razvoj lokaliziranih rješenja, s vodećim proizvođačima koji rade s četiri naša velika tehnička centra u različitim zemljama."
Osim QNA i drugih ranije spomenutih kompanija koje isporučuju proizvode različitim krajnjim korisnicima, postoji još jedna firma koja je aktivna u nekoliko povezanih područja. Combat Clothing Australia (CCA) Protect je globalni dobavljač obrane i sigurnosti s bogatim iskustvom u projektiranju i proizvodnji balističke zaštite za ljude, kopnene platforme i zrakoplovstvo. Komercijalni direktor kompanije Lee O'Shea napomenuo je da je "CCA Protect aktivan na tržištima Australije, Sjedinjenih Država, Hong Konga, Malezije, Singapura, Ujedinjenih Arapskih Emirata, Novog Zelanda i Papue Nove Gvineje."
Konkretno, CCA Protect isporučuje tvrde i meke sisteme zaštite karoserije do nivoa IV, kao i oklop vozila koji može izdržati protutenkovske granate. O'Shea je nastavio: „Napredna oklopna rješenja CCA Protect odabrana su kako bi pružila balističku zaštitu helikopterima australskih oružanih snaga UH-60 BLACKHAWK i CH-47 CHINOOK. Proizvodni pogon CCA Protect omogućava proizvodnju velikih pojedinačnih oklopnih panela, što ih čini idealnim za australijski projekt Land 400 Phase 2.” Kao dio ovog projekta, Australija će ažurirati i modernizirati svoju flotu borbenih izviđačkih vozila.
Kako bi ispunila zahtjeve svojih inozemnih kupaca, CCA Protect provodi temeljitu analizu rješenja kako bi se postigla ravnoteža između cijene, mobilnosti, zaštite i težine. O'Shea je zaključio riječima: „Borbeni prostor koji se brzo mijenja stalno pokreće inovacije u industriji balističke obrane. Najsavremenija proizvodna postrojenja CCA Protect-a i iskusni inženjeri omogućavaju rješavanje ovih složenih izazova. Kombinacija naprednih kompozita i jedinstvenih tehnika lijepljenja stvara ultra lagane, izdržljive i tanke zaštitne materijale.”
Švicarska kompanija Garant razvija moderna rješenja balističke zaštite FirmLiner i FlexLiner za različite vrste aplikacija. Uz korištenje najnovijih materijala koji su rezultat intenzivnih istraživačko-razvojnih aktivnosti, Garant ima i bogato iskustvo stečeno dugoročnim programima u saradnji s dobavljačima materijala i krajnjim korisnicima. Popularni i široko korišteni materijali uključuju para-aramid, polietilen, polipropilen i stakloplastiku.
Prozirna spinel keramika za pomorsku primjenu
Prozirni spinel (MgAl2O4) trenutno je preferirani materijal za upotrebu u raznim pomorskim i drugim odbrambenim aplikacijama. To je kristalni materijal s kubičnom rešetkom, koji se sve više koristi za zaštitu različitih brodskih sustava, uključujući senzore, obrambene i "pametne" materijale i oružje.
Osim velike čvrstoće, spinel keramika ima odličnu propusnost od ultraljubičastih zraka (0,2 μm) do srednje infracrvene (5 μm). Za optronske jarbole nuklearnih podmornica klase VIRGINIA američke mornarice koristi se staklo od jednog spinela, koje povećava preživljavanje i značajno smanjuje troškove održavanja i životnog ciklusa. Ranije su silikonsko staklo i kristalni germanij ugrađeni na jarbol optokaplera L-3 KEO za prijenos vidljive svjetlosti i zraka u srednjem infracrvenom području spektra. Oba ova materijala, međutim, pokazala su se nedovoljno čvrstima i sklonima oštećenjima, unatoč činjenici da im je debljina 3, 8 cm. Problem je bio kako izraditi prozor od debele špinele. Prema istraživanjima, spinel keramika debljine 3,8 cm, čiji se proces proizvodnje temelji na vrućem presovanju, ima vrlo dobra optička svojstva.
Most američkog razarača klase ZUMWALT (DDG 1000) također je opremljen velikim prozorima velike čvrstoće koji prenose vidljivu svjetlost i infracrvene valove valne duljine 5 mikrona i koji moraju izdržati udarce valova do 0,56 kg / cm2. Kako se postupak vrućeg prešanja povećava na velike dimenzije, prozor mosta može biti izrađen od jednog velikog komada spinela. Nasuprot tome, može se proizvesti difuzijom rubova spajanjem dva ili više malih prozora u jedan. Odsjek za primijenjenu optiku američke istraživačke laboratorije mornarice (NRL) pokazao je izvodljivost oba ova pristupa.
Laboratorija je primijetila da je tradicionalnom metodom rasta na visokim temperaturama iz taline (> 2000 ° C) iz monokristalne spinele teško napraviti lim dimenzija više od nekoliko milimetara. U procesu rješavanja ovog problema, NRL je utvrdio da je loša kvaliteta komercijalne spinel keramike posljedica neravnomjernog miješanja aditiva za sinteriranje (litij fluorida) sa špinel prahom, što dovodi do poroznosti i zarobljavanja (ostaci u konačnom proizvodu) ovog aditiva za sinterovanje. Naučnici iz NRL-a razvili su patentirani postupak za jednolično premazivanje svake čestice spinelnog praha sinterovanjem, što omogućava uklanjanje aditiva tokom procesa vrućeg prešanja na temperaturi od oko 1600 ° C. Prema NRL -u, ovo omogućuje proizvodnju potpuno zbijene, jednolično prozirne spinel keramike s visokim optičkim svojstvima, dok je proces skalabilan i omogućava proizvodnju velikih prozora.
Dizajnirano za teška okruženja
Prozirna spinel keramika koristi se i u drugim obrambenim aplikacijama. Među njima su laseri velike snage koji se razvijaju za oružje usmjerene energije. S optičkog gledišta, jedno od najproblematičnijih mjesta je izlazno sočivo (prozor), jer staklo za takve sisteme nema dovoljno dobra toplinska, optička i mehanička svojstva. Razlog je to što stakleni prozori imaju vrlo nisku toplinsku provodljivost koja dovodi do toplinskog šoka. Mala čvrstoća stakla također otežava upotrebu u agresivnom okruženju, kažu naučnici iz NRL -a. S druge strane, vrhunska čvrstoća spinela omogućava mu upotrebu u teškim okruženjima, a velika čvrstoća omogućava tanje prozore, što smanjuje težinu. NRL je razvio ultračistu tehnologiju spinel praha koja se koristi za izradu spinel keramike sa rekordno niskim gubitkom apsorpcije od 6 ppm (dijelova na milion) / cm na valnoj duljini od 1,06 μm.
Spinel keramika visokog optičkog kvaliteta također se koristi za izradu izdržljivih toplinski prozirnih oklopa za infracrvene projektile. Prema otvorenim izvorima, postojeći materijali, poput kristalnog silicija, su krhki i ne omogućuju prijenos vidljive svjetlosti. Drugi materijal, safir (a-Al2O3) ima ograničen prenos na talasnoj dužini od 5 µm. Safir je izuzetno otporan na mehanička oštećenja, jer ima izuzetnu tvrdoću (9 na Mohsovoj skali); to je najtvrđi materijal nakon dijamanta i silicijevog karbida (a-SiC). Ali spinel savršeno propušta vidljivu svjetlost i ima bolju propusnost u odnosu na safir na dužini od 5 mikrona. U pokušaju da pokažu praktičnu primjenu spinela, naučnici iz NRL-a promijenili su postupak vrućeg prešanja i uspješno izradili oplate od ovog materijala.
Dostupnost spinel keramike s visokim optičkim svojstvima omogućit će i proizvodnju lakih štitnika i zaštitnih naočala za ličnu zaštitu od IED -a, kao i konformnih prozora za nadzorne sisteme. Istraživanje 2013. pokazalo je da je spinel od glinice i magnezijevog oksida odličan kandidat za vanjske očvrsle prozirne oklopne slojeve. Istraživači koji su sustavno istraživali fragmentaciju tri vrste spinel keramike pokazali su da je način fragmentacije jedan od ključnih parametara koji utječu na balističku otpornost keramike.
