Oblasť ochranných materiálov je obrovská a rýchlo rastie. Nové materiály rozširujú technologickú základňu systémov ochrany personálu a zbraňových platforiem. Súčasne sa menia obchodné praktiky, odkláňajú sa od exkluzívnych dodávateľov a iných tradičných modelov bežných v odvetviach, ako je obrana a bezpečnosť
Odvetvie sa pokúša rýchlo reagovať na rastúce potreby vojenských zákazníkov, a to nielen s cieľom „odľahčiť záťaž“, ale tiež vyvinúť rovnako dôležité vlastnosti nových ochranných materiálov a systémov ochrany panciera.
Potvrdiť to môžu slová vedúceho oddelenia ochrany tela v DSM Dyneema Marca Manika, ktorý v jednom zo svojich rozhovorov povedal: „Vyrábame najsilnejšie vlákno vyrobené ľuďmi, a to je vlákno DYNEEMA“.
Priemyselný odborník zaradil bezpečnostné riešenia DSM do kategórie „nová vlna alebo generácia balistickej ochrany“. Ponuky spoločnosti, ktoré nazýva „Nekompromisná technologická dokonalosť“, spájajú ľahké materiály a vynikajúci výkon, poskytujú pohodlie spolu s ďalšími kvalitatívnymi funkciami a poskytujú zákazníkom „všetko, čo potrebujú na dokončenie svojej práce“.
Manik vyzdvihol laminát HB na báze vlákien DYNEEMA ako jeden z technologických prelomov v systémoch balistickej ochrany. Skutočne „vlákno DYNEEMA HB je nielen 15 -krát silnejšie ako oceľ, ale má aj niekoľko vlastností, o ktoré je skutočne veľký záujem, ktorým venujeme veľkú pozornosť,“zdôraznil a na otázku, čo zákazníci v tejto oblasti predovšetkým chcú, odpovedal: odpovedal, že „pre svoje vybavenie chcú stále ľahšie možnosti“.
Sherrill Ingstad, vedúca pokročilej keramiky v ZM, s ním súhlasí: „V USA a ďalších krajinách vidíme veľký dopyt po ľahkých ochranných systémoch a práve tu sa naše úsilie dnes sústreďuje. Snažíme sa vyladiť každý aspekt našej práce-od patentovanej technológie materiálov a výskumu a vývoja až po zosúladenie pracovných síl a zdokonalenie výrobných procesov-tak, aby sme poskytovali ľahké systémy, ktoré znižujú zaťaženie armády a zároveň poskytujú požadovanú úroveň ochrany. “
Ako hovorca Ceradyne (súčasť ZM) Ingstad oznámil, že americkej armáde bolo doteraz dodaných viac ako dva milióny vložiek do nepriestrelných vest a viac ako 100 000 vylepšených bojových prilieb (ESN).
Napriek svojej relatívne malej hmotnosti ESN „poskytuje vyššiu úroveň ochrany pred guľkami a fragmentáciou ako ktorákoľvek iná bojová prilba v histórii,“povedal Ingstad. „V porovnaní s inými prilbami s rovnakou hmotnosťou v prevádzke ESN zvyšuje úroveň ochrany proti guľkám a proti fragmentácii o viac ako 35%.“
Prvé prilby ECH vstúpili do služby u americkej armády v roku 2014.
Portfólio osobných ochranných prostriedkov Ceradyne zahŕňa aj ľahkú, vylepšenú ochrannú vložku do ručných zbraní na ochranu trupu pred paľbou z ručných zbraní ESAPI (vylepšená ochranná vložka do ručných zbraní). Vložky sú k dispozícii v rôznych veľkostiach a hodia sa do špeciálnych vnútorných sekcií panciera pre vojenský personál oboch pohlaví. "Dodávky nepriestrelných vest dodávame oddeleniu podpory logistiky obrany, ktoré potom vybavuje objednávky pre každú jednotlivú jednotku," povedal hovorca Ceradyne.
Spoločnosť dodáva moderné ochranné vložky ESAPI rôznej hmotnosti. Súčasná zmluva ministerstva obrany USA počíta s dodávkou ultra malých, malých a stredných vložiek, ktorých hmotnosť sa pohybuje od necelých 2 kg do takmer 2,5 kg. Ceradyne ponúka aj veľké a extra veľké vložky do panciera, ktoré sú o niečo ťažšie.
Spoločnosť Ceradyne začala odosielať vložky mesiac pred plánovaným termínom v júni minulého roka. V súlade s tým musí spoločnosť dokončiť dodávky tejto objednávky na konci roku 2017.
Ochrana vozidiel a ich posádok
Zástupca spoločnosti RUAG Defence zhodnotil problémy a úlohy v oblasti ochranných materiálov pre vozidlá, ktoré sa v skutočnosti scvrkávajú na nájdenie kompromisu medzi ekonomickou ziskovosťou a maximálnym možným znížením hmotnosti (terénne krížové schopnosť krajiny, letecká preprava atď.) a tiež riešenia, ktoré zaisťujú ochranu posádok a samotných vozidiel pred mnohými hrozbami, dynamickejšími a smrteľnejšími. RUAG Defense tiež uviedol: „Očividne sa konkrétne potreby líšia od scenára k scenáru, ale vždy sa snažíte nájsť dokonalú rovnováhu medzi úrovňami ochrany a mobility. Tí, ktorí hovoria o nestálosti hrozieb, majú pravdu, ale neustále skúmame nové nápady v oblasti materiálov a konštrukčných riešení. “
Zástupca spoločnosti RUAG ďalej poznamenal stieranie hraníc medzi scenármi moderných hrozieb a výzvami, ktoré tieto scenáre predstavujú pre dodávateľov materiálov a bezpečnostných systémov. "Scenáre hrozieb už nie sú také jednoznačné, ako boli predtým." Rozdiel medzi symetrickými a asymetrickými vojenskými operáciami sa nám stiera pred očami, teraz potrebujeme hybridné riešenia, ktoré môžu pokryť oveľa širšiu škálu hrozieb. “
Spoločnosť RUAG sa snaží splniť súčasné globálne výzvy a vyvíja ochranné sady pre najrozmanitejšie vozidlá, od ľahkých obrnených vozidiel 4x4 až po hlavné bojové tanky, ako je LEOPARD 2, a v tomto ohľade sa portfólio spoločnosti v tomto sektore neustále rozširuje.
Potom zástupca švajčiarskej spoločnosti pokračoval: „Pre nemeckú BMP PUMA dodávame ochranu proti mínam spolu s ďalšími ochrannými komponentmi. Spoločnosť RUAG sa pustila do vývoja komplexnej ochrany proti mínam, ochrany proti IED (improvizované výbušné zariadenia) a priebojných projektilov pre rakúske a belgické obrnené vozidlá PANDUR I. Výroba a dodávka našich balistických súprav Roof PRO pre hlavného výrobcu sú v plnom prúde."
Viceprezidentka obrany Alcoa Margaret Cosentino zaznamenala ďalší paralelný a trochu konkurenčný trend v oblasti ochrany vozidiel. Podľa nej bola predtým veľká pozornosť venovaná dodatočnému pancierovaniu vozidiel, ktoré sa zúčastnili operácií v Iraku a Afganistane, a teraz dochádza k návratu k rýchlosti, manévrovateľnosti a manévrovateľnosti ako funkciám zvyšujúcim schopnosť prežiť v boji. "Napríklad v špeciálnych operáciách sú do bojových skupín nasadené ultraľahké vozidlá." Alcoa spolupracuje s vedeckou komunitou americkej armády prostredníctvom svojho nového programu Mobile Protected Firepower, aby získala čo najviac informácií o inovatívnych materiáloch a vybrala technológiu pre bezpečný vysoko presný systém priamej paľby. “
Produkty spoločnosti Alcoa Defense predlžujú životný cyklus vojenských vozidiel s portfóliom produktov pre existujúce aj nové vozidlá. Vskutku, viaczložkové výrobky spoločnosti Alcoa, vrátane tých, ktoré sa vyrábajú extrúziou, razením, odlievaním a celým radom valcovaných výrobkov, sa nachádzajú v taktických kolesových vozidlách a pozemných bojových vozidlách od hliníkového panciera na džípoch HMWWV (ako reakcia na IED) a ťažké terénne nákladné autá. HEMTT a končiace hliníkovými komponentmi pre nové platformy, ako napríklad obrnené auto JLTV.
„Po prvé, Alcoa Defense používa vo svojej činnosti veľmi široký sortiment materiálov, pretože naše podnikanie je rovnomerne rozdelené medzi výrobky z hliníka, titánu a niklu, čo nám umožňuje spolupracovať s armádou a hlavnými výrobcami konečných výrobkov s cieľom získať správny materiál, zliatina a tepelné spracovanie, ktoré uspokoja požiadavky na špeciálne úlohy, - vysvetľuje Cosentino. Po druhé, zameriavame sa na úplnú vertikálnu integráciu, od materiálu cez tvar výrobku po obrábanie a konečnú montáž. Zlepšenie účinnosti spoločnosti Alcoa pomáha našim zákazníkom stať sa efektívnejšími a konkurencieschopnejšími. “
Ďalším dodávateľom obranných systémov pre vojenské vozidlá je QinetiQ North America (QNA). Vložky proti trieskam LAST Armor Spall Liner sú nainštalované na rôznych amerických vozidlách MRAP a sedadlá BlastRide absorbujúce energiu sú inštalované v BMP a obrnených transportéroch v rôznych krajinách. Jeff Riu, vedúci systémov prežitia v spoločnosti, uviedol: „Naše riešenia pasívnej ochrany RPG Q-NET sú navyše nainštalované na viac ako 13 000 vozidlách po celom svete, napríklad poskytujú ochranu pre stroje ako MAXXPRO, PL-ATU, HEMMT a STRYKER, ako aj platformy z iných krajín. Ochranný systém Q-NET má potenciál byť inštalovaný na niektorých variantoch obrneného vozidla JLTV americkej armády a námornej pechoty. “
Spoločnosť QNA vyvíja aj osobné ochranné prostriedky pre lietadlá a helikoptéry, pričom Riu sa tiež delí o niektoré zo svojich tajných receptov na omáčky svojej spoločnosti, ktoré majú plne uspokojiť potreby svojich zákazníkov z hľadiska nákladov, hmotnosti a vlastností konečného produktu, aby poskytnúť im najlepšie možné riešenie. „Dosiahli sme to prácou s rôznymi prvotriednymi materiálmi, vrátane valcovanej pancierovej ocele, rôznych tried keramiky a najnovších vysokokvalitných balistických vlákien. Neúnavne pracujeme aj na vývoji nových inovatívnych riešení, akými sú napríklad naše sedadlá absorbujúce energiu a naša technológia útlmu BlastPro. “
Spolupráca a partnerstvo
Jedna z horúcich tém v diskusii medzi obchodmi s bezpečnostnými materiálmi sa týka dohôd s viacerými dodávateľmi a inými partnermi (v niektorých prípadoch stoviek organizácií) okrem dohôd o výhradnom partnerstve, ktoré sú bežné v iných segmentoch obranného trhu.
Marko Manik na príklade svojej spoločnosti hovoril o túžbe spoločnosti DSM inovovať a optimalizovať nové technológie v partnerskej sieti a o interných investíciách do výskumu a vývoja.
DSM uprednostňuje partnerov v obrannom a príbuznom sektore bezpečnosti a niektorí z týchto partnerov majú s DSM silnejší vzťah vďaka svojej schopnosti inovácií. „Ak máme partnera, ktorý má schopnosť inovácií rýchlejšie ako ktokoľvek iný, potom má výhodu, pretože okrem našich produktov existujú aj konečné produkty. Preto musíme spolupracovať s partnermi, ktorí sú do určitej miery v súlade s našou rýchlosťou inovácií, “povedal Manik.
Najnovším obchodným partnerom DSM Dyneema je First Armor, dcérska spoločnosť investičnej skupiny KADDB. V júni 2016 spoločnosť First Armor odhalila ľahký polstrovaný panel nosený v kombinácii s bezpečnostnou vestou. Nová vložka First Armor je vyrobená z Dyneema HB212. Tento kompozitný laminát na báze UHMWPE je vynikajúci pre ľahké a odolné obranné systémy vytvorené pomocou technológie DYNEEMA Force Multiplier.
First Armor čoskoro ponúkne niekoľko typov systémov ochrany tela založených na rôznych vysoko výkonných materiáloch vyvinutých spoločnosťou DYNEEMA.
Začiatkom minulého roka predstavil ďalší partner DSM, Point Blank Enterprises, svoj systém ochrany karosérie ALPHA ELITE Black, ktorý rozširuje produktový rad ALPHA ELITE. "Najnovší model ALPHA ELITE Black, model ochrany ručných zbraní, je vylepšením predchádzajúceho produktu, pretože pri rovnakej úrovni ochrany znižuje hmotnosť o 17%," uviedla spoločnosť v tlačovej správe. Čierne pancierovanie ALPHA ELITE Black využíva technológiu novej generácie DYNEEMA Force Multiplier od DSM.
RUAG taktiež neobchádza žiadnu organizáciu v tejto oblasti, usilujúcu sa o obojstranne výhodnú spoluprácu. Hovorca spoločnosti RUAG vysvetlil, že spoločnosť „pravidelne skúma trh s novými návrhmi a materiálmi; a sme pyšní na kvalitu našich testov a skúšok, ktoré vykonávame s cieľom presne určiť ochranné vlastnosti materiálov. To umožňuje spoločnosti RUAG prispôsobiť riešenia ochrany každému vozidlu a hrozbe pri optimálnej hmotnosti a cene. “
Pán Riu spoločnosti QNA poznamenal: „Vyvinuli sme silné vzťahy s niektorými z popredných výrobcov pokrokovej keramiky, balistických materiálov a kompozitných vlákien. Využitie týchto spojení nám umožňuje navrhovať a dodávať výrobky, ktoré prekonávajú našich konkurentov. “
DuPont je ďalším dodávateľom, ktorý si vybudoval „silnú pozíciu“v dodávkach materiálu pre rôzne aplikácie. Technológia kevlarových syntetických vlákien napríklad nachádza široké spektrum aplikácií - rôzne nepriestrelné vesty, vložky, helmy, ochranu končatín a pancierovanie vozidla. Všetky tieto výrobky zvyšujú úroveň prežitia personálu, pričom spotrebitelia dostávajú ochranný materiál rôzneho stupňa „mäkkosti“alebo „tvrdosti“(v tomto odvetví bežné pojmy). „Mäkká ochrana sa vzťahuje na vesty a ďalšie zariadenia, ktoré sú často vyrobené z textilných vlákien a iných flexibilných štruktúr, aby sa zlepšil strih, pohodlie a mobilita nositeľov,“vysvetľuje Joseph Hovanek, hlavný technológ v spoločnosti DuPont Protection Solutions. „Tvrdá ochrana sa týka tvrdších kompozitných štruktúr, ako sú vložky, prilby a súčasti na ochranu vozidla, pre ktoré spoločnosť DuPont ponúka okrem kevlaru aj polyetylénové fólie Tensylon.“
Hovanek hovoril o jednom aspekte obchodného modelu spoločnosti DuPont a poznamenal, že spoločnosť dodáva vlákna, textílie a ďalšie štruktúry od Kevlaru po popredných výrobcov vest, prilieb a obrnených vozidiel, ktorí tieto materiály používajú pri navrhovaní a výrobe svojich výrobkov. Odborník z tohto odvetvia dodal: „Zameriavame sa na vývoj lokalizovaných riešení, pričom poprední výrobcovia spolupracujú so štyrmi našimi hlavnými technickými centrami v rôznych krajinách.“
Okrem QNA a ďalších spoločností uvedených vyššie, ktoré dodávajú výrobky rôznym koncovým používateľom, existuje ešte jedna firma, ktorá pôsobí v niekoľkých príbuzných oblastiach. Combat Clothing Australia (CCA) Protect je globálnym dodávateľom v oblasti obrany a bezpečnosti s bohatými skúsenosťami s návrhom a výrobou balistickej ochrany pre ľudí, pozemných platforiem a letectva. Obchodný riaditeľ spoločnosti Lee O'Shea poznamenal, že „CCA Protect je aktívny na trhoch Austrálie, USA, Hongkongu, Malajzie, Singapuru, Spojených arabských emirátov, Nového Zélandu a Papuy -Novej Guiney“.
Spoločnosť CCA Protect dodáva predovšetkým tvrdé a mäkké systémy ochrany karosérie až do úrovne IV, ako aj pancierovanie vozidla, ktoré odolá protitankovým škrupinám. O'Shea pokračoval: „Pokročilé riešenia pancierovania CCA Protect boli vybrané tak, aby poskytovali balistickú ochranu helikoptér austrálskych ozbrojených síl UH-60 BLACKHAWK a CH-47 CHINOOK. Výrobné zariadenie CCA Protect umožňuje výrobu veľkých jednopancierovaných panelov, vďaka čomu sú ideálne pre austrálsky projekt Land 400 Phase 2. “V rámci tohto projektu Austrália aktualizuje a modernizuje svoju flotilu bojových prieskumných vozidiel.
Aby splnila požiadavky svojich zahraničných zákazníkov, CCA Protect vykonáva dôkladnú analýzu riešení s cieľom dosiahnuť rovnováhu medzi nákladmi, mobilitou, ochranou a hmotnosťou. O'Shea na záver povedal: „Rýchlo sa meniaci bojový priestor neustále poháňa inovácie v balistickom obrannom priemysle. Najmodernejšie výrobné zariadenia CCA Protect a skúsení inžinieri umožňujú splniť tieto komplexné výzvy. Kombinácia pokročilých kompozitov a unikátnych techník spájania vytvára ultraľahké, odolné a tenké tieniace materiály. “
Švajčiarska spoločnosť Garant vyvíja moderné riešenia balistickej ochrany FirmLiner a FlexLiner pre rôzne typy aplikácií. Spolu s používaním najnovších materiálov vyplývajúcich z intenzívnych aktivít výskumu a vývoja má Garant tiež bohaté skúsenosti získané z dlhodobých programov v spolupráci s dodávateľmi materiálu a konečnými užívateľmi. Medzi obľúbené a široko používané materiály patrí para-aramid, polyetylén, polypropylén a sklolaminát.
Transparentná spinel keramika pre námorné aplikácie
Transparentný spinel (MgAl2O4) je v súčasnosti preferovaným materiálom na použitie v rôznych námorných a iných obranných aplikáciách. Ide o kryštalický materiál s kubickou mriežkou, ktorý sa stále viac používa na ochranu rôznych lodných systémov vrátane senzorov, obranných a „múdrych“materiálov a zbraní.
Keramika spinel má okrem svojej vysokej pevnosti aj vynikajúcu priepustnosť od ultrafialových lúčov (0,2 μm) do stredného infračerveného žiarenia (5 μm). Na optické stožiare jadrových ponoriek triedy VIRGINIA amerického námorníctva sa používa jednopinelové sklo, ktoré zvyšuje životnosť a výrazne znižuje náklady na údržbu a životný cyklus. Predtým bolo na stožiar optočlena L-3 KEO nainštalované kremíkové sklo a kryštalické germánium na prenos viditeľného svetla a lúčov v strednej infračervenej oblasti spektra. Oba tieto materiály sa však ukázali ako nedostatočne pevné a náchylné na poškodenie, napriek tomu, že ich hrúbka bola 3, 8 cm Problémom bolo, ako vyrobiť okno z hrubého spinelu. Podľa výskumu má spinelská keramika s hrúbkou 3,8 cm, ktorej výrobný proces je založený na lisovaní za tepla, veľmi dobré optické vlastnosti.
Most amerického torpédoborce triedy ZUMWALT (DDG 1000) je tiež vybavený veľkými vysokopevnostnými oknami, ktoré prenášajú viditeľné svetlo a infračervené vlny s vlnovou dĺžkou 5 mikrónov a ktoré musia odolávať nárazom vĺn až do 0,56 kg / cm2. Pretože sa proces lisovania za tepla zmenšuje na veľké rozmery, mostové okno môže byť vyrobené z jedného veľkého kusa spinelu. A naopak, môže byť vyrobený difúziou hrán spojením dvoch alebo viacerých malých okien do jedného. Divízia aplikovanej optiky amerického námorného výskumného laboratória (NRL) demonštrovala realizovateľnosť oboch týchto prístupov.
Laboratórium poznamenalo, že tradičnou metódou vysokoteplotného rastu z taveniny (> 2000 ° C) z jednokryštálového spinelu je ťažké vyrobiť plát s rozmermi viac ako niekoľko milimetrov. V procese riešenia tohto problému NRL určila, že zlá kvalita komerčnej keramiky spinel je spôsobená nerovnomerným zmiešaním slinovacej prísady (fluorid lítny) s práškom spinelu, čo vedie k pórovitosti a zachytávaniu (zvyšok v konečnom produkte) tejto aglomeračnej prísady. Vedci z NRL vyvinuli patentovaný postup na rovnomerné poťahovanie každej častice spinelového prášku slinovacím aditívom, ktoré umožňuje aditívum odstrániť počas procesu lisovania za tepla pri teplote asi 1600 ° C. Podľa NRL to umožňuje výrobu plne zhutnenej, rovnomerne priehľadnej keramiky typu spinel s vysokými optickými vlastnosťami, pričom tento proces je škálovateľný a umožňuje výrobu veľkých okien.
Navrhnuté pre drsné prostredie
Transparentná spinelová keramika sa používa aj v iných obranných aplikáciách. Medzi nimi sú vysokovýkonné lasery vyvíjané pre namierené energetické zbrane. Z optického hľadiska je jedným z najproblematickejších miest výstupná šošovka (okno), pretože sklo pre tieto systémy nemá dostatočne dobré tepelné, optické a mechanické vlastnosti. Dôvodom je, že sklenené okná majú veľmi nízku tepelnú vodivosť vedúcu k tepelnému šoku. Podľa vedcov NRL nízka pevnosť skla tiež sťažuje používanie v agresívnom prostredí. Na druhej strane, vynikajúca pevnosť spinelu umožňuje jeho použitie v drsnom prostredí a jeho vysoká pevnosť umožňuje tenšie okná, čo znižuje hmotnosť. Spoločnosť NRL vyvinula ultračistú technológiu spinelového prášku, ktorá sa používa na výrobu keramiky so spinelmi s rekordne nízkymi absorpčnými stratami 6 ppm (ppm) na vlnovej dĺžke 1,06 μm.
Keramika spinel vysokej optickej kvality sa používa aj na výrobu trvanlivých žiaruvzdorných radomov pre infračervené strely. Podľa otvorených zdrojov sú existujúce materiály, ako napríklad kryštalický kremík, krehké a nezabezpečujú prenos viditeľného svetla. Ďalší materiál, zafír (a-Al2O3), má obmedzený prenos na vlnovej dĺžke 5 µm. Zafír je extrémne odolný voči mechanickému poškodeniu, pretože má pozoruhodnú tvrdosť (9 na Mohsovej stupnici); je to najtvrdší materiál po karbide diamantu a kremíka (a-SiC). Spinel však dokonale prenáša viditeľné svetlo a má lepšiu priepustnosť v porovnaní so zafírom pri dĺžke 5 mikrónov. V snahe demonštrovať praktickú použiteľnosť spinelu vedci z NRL zmenili proces lisovania za tepla a z tohto materiálu úspešne vyrobili kryty.
Dostupnosť spinelskej keramiky s vysokými optickými vlastnosťami tiež umožní výrobu ľahkých ochranných štítov a okuliarov na osobnú ochranu pred IED, ako aj konformných okien pre sledovacie systémy. Výskum v roku 2013 ukázal, že spinel horčíka a oxidu hlinitého je vynikajúcim kandidátom na vonkajšie tvrdené priehľadné pancierové vrstvy. Vedci, ktorí systematicky skúmali fragmentáciu troch typov spinelskej keramiky, ukázali, že režim fragmentácie je jedným z kľúčových parametrov ovplyvňujúcich balistickú odolnosť keramiky.
