Protección transparente: la búsqueda de nuevas soluciones.
El material semicristalino de cerámica Perlucor está disponible en diferentes formas y para diferentes usos, muchos fabricantes de protección transparente lo utilizan para sus soluciones combinadas.
El aumento de la conciencia situacional de los conductores y tripulaciones se ha convertido en un problema clave, ya que la guerra asimétrica requiere una mejor evaluación de la situación en torno al vehículo, tanto en términos de operación como de seguridad.
Este último está relacionado en gran medida con el medio ambiente, cuando a menudo el vehículo de combate se desplaza en carreteras urbanas, atascado con el tráfico de civiles de automóviles, motocicletas, bicicletas y peatones; Cualquier incidente puede tener serias consecuencias en la relación con la población local y afectar negativamente la operación "para conquistar corazones y mentes". Hablando estrictamente, desde el punto de vista de los militares, la capacidad de ver lo que se debe ver en las inmediaciones permite al conductor utilizar plenamente las capacidades de la máquina, y los paracaidistas apreciar la situación y aumentar la eficacia de sus acciones cuando aterrizan desde el automóvil.
En un mundo cada vez más virtual, numerosas empresas están involucradas en soluciones digitales, a menudo denominadas "protección transparente", utilizan sensores para proporcionar al conductor y al equipo imágenes con las que pueden "jugar" y, en última instancia, les añaden elementos de realidad virtual para mejorarlas. Nivel de conducción o eficacia de combate. Mientras que las pantallas anchas en el compartimiento de tropas de transportes blindados de personal o vehículos de combate de infantería se están volviendo bastante comunes, mientras que los trabajos totalmente virtuales del conductor están siendo probados, las consideraciones ergonómicas permanecen a la vanguardia. Además, cada vez se utilizan más superficies transparentes. Recientemente, los vehículos blindados ligeros, utilizados principalmente para misiones de reconocimiento, están equipados con ventanas frontales y laterales anchas. Lo mismo se aplica a la categoría de transporte militar del MRAP, que apareció durante la conducción de las hostilidades en Irak y Afganistán al comienzo del 2000. En cuanto a los vehículos de combate, algunas compañías practican el uso de parabrisas anchos para mejorar la visibilidad del mundo exterior para el conductor y el comandante.
Como regla general, la relación de masa promedio entre la protección transparente tradicional y la armadura opaca es aproximadamente 4: 1. Dado que el vidrio blindado siempre está ubicado en la parte superior del automóvil, el problema no solo está en la propia masa, lo que reduce la carga útil efectiva, sino también en el centro de gravedad, que inevitablemente aumenta, lo que reduce la estabilidad. Además, la protección transparente habitual no se ajusta a la regla de aumentar el nivel de protección, ya que los problemas con la transmisión de luz y la distorsión de la imagen aumentan con el grosor del vidrio. Otro elemento clave en la ecuación de la armadura transparente es el costo: las soluciones exóticas que ya ofrecen muchos fabricantes se basan principalmente en la cerámica transparente, pero siguen siendo mucho más caras que las gafas tradicionales.
Sin embargo, para evaluar de manera realista los costos adicionales, debemos equilibrar entre "a favor" y "en contra": un vidrio más claro significa un aumento en la capacidad de carga útil o un desgaste reducido de los componentes mecánicos. Como el grosor también se reduce, esto ahorra muchos marcos de vidrio. Muchas máquinas fabricadas actualmente con un nivel básico de protección pueden aceptar kits intercambiables para aumentar este nivel, y esto es totalmente cierto para la armadura transparente. Una solución más liviana que proporciona un nivel completo de protección evita agregar un conjunto de protección transparente que crea significativamente más problemas que agregar un conjunto de armadura opaca con respecto a: primero, características, desde que las propiedades ópticas se vuelven críticas, y segundo, logística, ya que con un conjunto de armadura transparente Manipular con mayor precaución que los kits de protección opacos. Los fabricantes de armaduras transparentes resuelven otros problemas, entre ellos: vida útil: la resistencia del vidrio a prueba de balas disminuye con el tiempo; costo: cuanto más larga sea la vida útil, menor será el impacto en los costos del ciclo de vida de la máquina; resistencia a factores externos, como las tormentas de arena; la capacidad de soportar grandes diferencias de temperatura, como el uso del sistema de aire acondicionado en áreas muy calientes.
Como se mencionó, la ventaja de todos los sistemas digitales es la implementación simplificada de tecnologías virtuales, cuando se pueden agregar fácilmente elementos de realidad virtual. Sin embargo, esto es parcialmente factible para el vidrio blindado, por ejemplo, la proyección de datos relacionados con la conducción en el parabrisas se implementa actualmente en vehículos comerciales (esto es un desarrollo adicional de la tecnología de proyección del panel de instrumentos en el parabrisas de la cabina).
La empresa alemana GuS es uno de los principales fabricantes europeos de vidrio blindado para fines militares. Recientemente, ha logrado reducir su densidad específica en más del 10%, respectivamente, para reducir el grosor y aumentar la transmisión de luz. Sus productos más nuevos incluyen vidrio con nivel de protección 4, cuya densidad ahora es 294 kg / m2, espesor 124 mm y transmisión de luz 73%, su vidrio con nivel de protección 3 casi 20% más ligero que la versión anterior, sus características son correspondientemente 177 kg / m2, 86 mm y 85%. GuS, cuyo vidrio a prueba de balas se instaló en muchos vehículos operados por la Bundeswehr en Afganistán, también desarrolló una solución rentable llamada "reparación rápida", que le permite devolver rápidamente aquellas máquinas cuyas superficies transparentes fueron dañadas por rasguños, sin reemplazar todo el parabrisas. En 2017, la compañía alemana de Lubbecke debe mostrar un nuevo material basado en cerámica transparente, desarrollado en colaboración con CeramTec (ver más abajo), capaz de resistir amenazas que van desde el nivel 2 hasta el nivel 4. GuS es también uno de los principales proveedores de periscopios. La mayoría de los vehículos blindados con orugas y ruedas europeos están equipados con estos sistemas. Desarrolló amplios periscopios con un campo de visión vertical ampliado, que proporciona una visibilidad óptima para el conductor y el comandante y reemplaza el parabrisas, al tiempo que garantiza altos niveles de protección, hasta 4 o 5. Esto puede reducir significativamente el costo y el peso de un parabrisas de nivel 4 típico que pesa más de 300 kg, mientras que la solución GuS agrega solo 50 kg a la masa del automóvil.
Panel de vidrio tradicional de la compañía GuS después de golpear tres balas. En 2017, la empresa debe anunciar nuevas soluciones basadas en cerámica.
La empresa alemana IBD, un fabricante líder de protección blindada, ha desarrollado soluciones ligeras basadas en nanocerámicas.
La empresa alemana IBD, que es uno de los proveedores de soluciones de reserva, está utilizando activamente la tecnología de la cerámica, especialmente la nano-cerámica. Por lo tanto, no es una sorpresa que una compañía especializada en armaduras opacas haya desarrollado una armadura transparente basada en cerámica, que ya se ha utilizado en la práctica por algún tiempo, pero que ahora se encuentra en la última etapa de calificación en dos países. La solución de nivel 3 tiene una densidad de 56 kg / m2, que es menos de un tercio en comparación con el vidrio blindado convencional. La tecnología se basa en un proceso de unión especial, que permite a IBD formar pequeñas baldosas en un gran panel transparente, que luego se cubrirá con capas de soporte de vidrio templado. Según IBD, la difracción es menor que la del vidrio a prueba de balas convencional, y el resto de las propiedades ópticas son al menos tan buenas. La compañía está trabajando constantemente para reducir el costo, su objetivo es producir productos no más del 50% más caros que las soluciones estándar.
La compañía francesa Saint-Gobain también está activa en el campo de la protección transparente, ofreciendo soluciones tradicionales y cerámicas. Estos últimos, conocidos bajo la marca SAFirE, proporcionan una disminución en la densidad de la superficie en un 65% en comparación con el vidrio estándar, con una disminución en el espesor de más del 30%.
Isoclima le suministra a Iveco la mayoría de los vidrios blindados para el vehículo blindado LMV Lince; En la imagen está el vidrio después del disparo en el campo de tiro Nettuno.
La compañía italiana Isoclima está actualmente fabricando paneles de vidrio blindados para parabrisas que permiten la instalación en seco; Su sellado evita la entrada de solventes y humedad y le permite reemplazar el vidrio utilizando el mismo marco. Con respecto a las características, a juzgar por los últimos datos disponibles, el nivel 3 se proporciona a 157-162 densidad kg / m2 y mm espesor 9, y el nivel 2 en 125-130 kg / m2 mm y 59 mm, sin embargo, la unidad de investigación Isoclima mejoró bastante la proporción “ protección / masa. Iveco DV está instalando actualmente el vidrio Isoclima en sus camiones LMV, MMV y Astra equipados con cabinas blindadas. Según la compañía, los clientes también están comenzando a solicitar vidrios blindados para protección contra balas 12,7-mm, y puede proporcionar un nivel de protección similar a la densidad de vidrio de 235 kg / m2 y al espesor de 108 mm. Isoclima también está trabajando en soluciones de cerámica, principalmente en colaboración con CeramTec. La compañía desarrolla pegamento con la misma reflectancia que las cerámicas transparentes, de modo que la línea de pegamento entre las baldosas es casi invisible. Para proporcionar capacidades de impacto múltiple, se utilizan mosaicos 90 x 90 mm, todo el panel con un área de 500 x 500 mm, pegados junto con dichos mosaicos, puede soportar un golpe de hasta balas 12. Isoclima tiene como objetivo reducir el peso en un 35% y el espesor en un 40%. Sin embargo, si no necesita resistencia para golpear 20-mm FSP (Fragmento simulado proyectil - simulador de fragmentación estándar [en la OTAN]. Un delantero cilíndrico con una plataforma roma y una altura aproximadamente igual al diámetro. En el calibre 20 mm imita un fragmento típico 155 mm bomba de fragmentación ), entonces Isoclima cree que es posible lograr una reducción de peso de 50%.
Isoclima de nivel 3 de vidrio después de golpear siete balas perforadoras de armadura 7.62x54R B32 disparadas desde un rifle de francotirador Dragunov
La compañía israelí Oran Safety Glass (OSG) es uno de los líderes mundiales en el campo de la protección transparente. El producto superior bajo la marca CeraLite fue desarrollado en colaboración con la compañía alemana CeramTec. Al igual que toda la protección transparente basada en cerámica, CeraLite está hecha de varias baldosas pegadas en paneles del tamaño requerido. Según una compañía israelí, la tecnología de materiales cristalizados (CM) permite la reducción de peso en un 50-60%. Si el nivel de vidrio estándar STANAG 4, fabricado de acuerdo con la tecnología tradicional (vidrio más policarbonato), tiene una densidad de 284 kg / m2, entonces en CeraLite disminuye casi un 50% a 146 kg / m2, al cual puede agregar una reducción de 40% de la masa de marco para el vidrio También tiene una mejor transmisión de luz debido a su grosor reducido, y también mejora el rendimiento de las gafas de visión nocturna en comparación con las gafas normales. Cuando se golpea, CeraLite se comporta mejor que el vidrio clásico, la "red" de grietas alrededor del punto de impacto disminuye y las características de impacto múltiple aumentan. CeraLite se ha probado en laboratorios alemanes y estadounidenses y actualmente se ofrece en paralelo con clientes europeos y estadounidenses. El costo sigue siendo un orden de magnitud superior al costo de las soluciones convencionales, aunque en los últimos dos años se ha reducido en un 30%. Es decir, este tipo de armadura transparente se usa solo cuando el problema de masas es muy crítico.
La empresa alemana Kasiglas ofrece soluciones plásticas hasta el nivel 4, que garantizan una buena visibilidad incluso después de varios éxitos.
Se instala una nueva armadura transparente en vehículos especiales de las fuerzas de operaciones especiales de las fuerzas armadas israelíes. Avanzar hacia soluciones exóticas no detiene la investigación y el desarrollo en áreas más tradicionales. La última solución de protección transparente de nivel 4 de OSG tiene una densidad 269 kg / m2 y un grosor 122 mm, es decir, la masa se reduce en un 5% en comparación con las gafas anteriores. La compañía participa en dos grandes programas estadounidenses JLTV y M-ATV. Está claro que, en ambos casos, OSG ofrece su propia solución ADI, que se distingue por el hecho de que, en lugar de policarbonato, se utiliza otro material patentado en las superficies internas. El material a prueba de golpes fue desarrollado por OSG para tener características térmicas cercanas a las del vidrio, ya que esto reduce significativamente la deslaminación, que es uno de los principales problemas que reducen la vida útil de la protección transparente. Las pruebas se llevaron a cabo a temperaturas muy bajas y muy altas, desde -40 ° C a + 70 ° C y a una humedad superior al 90%; Después de casi dos años de pruebas continuas, la muestra todavía estaba en buenas condiciones. Según la compañía, el sistema ADI puede funcionar dos veces más que el vidrio blindado tradicional, lo que reduce significativamente los costos del ciclo de vida de un vehículo, aunque el precio de compra puede ser ligeramente más alto. En cuanto al conocimiento de la situación, OSG está desarrollando una versión táctil del ScreeneX, que cuenta con una pantalla digital integrada en el parabrisas, que le permite maximizar el tamaño del lugar de trabajo del conductor.
La compañía alemana KRD Group ha desarrollado tecnologías que permitieron obtener una protección transparente completamente plástica. Inicialmente, sus productos fueron promocionados a través de otra empresa; KRD apareció hace solo un par de años y sus productos ahora se conocen con el nombre de marca Kasiglas. La compañía ha desarrollado un material multicapa hecho de plástico puro altamente transparente que garantiza la transmisión de luz a través de 90%. Esto permite obtener formas planas y curvas con ángulos de moldeado sin precedentes. Los productos con niveles de protección 2, 3 y 4 están disponibles, respectivamente, con densidad 144, 238 y 396 kg / m2 y grosor 121, 201 y 330 mm. Aunque el material de Kasiglas es más grueso que el vidrio a prueba de balas estándar, proporciona una mayor transparencia y retiene una mejor visibilidad incluso con unas pocas balas cuando el vidrio estándar no puede proporcionar ninguna visibilidad. Pruebas comparativas realizadas en Italia demostraron que un prototipo con un tercer nivel de protección soportó seis balas perforadoras de armadura 7.62 x 51 mm y seis misiles perforantes de armadura 7.62 x 54 de corta distancia, mientras mantiene una buena visibilidad. Otras pruebas realizadas en Alemania han demostrado que el marco y el vidrio permanecen intactos después de la explosión de una mina o IED. Los paneles Kasiglas con protección de nivel 3 también aseguran que los fragmentos consecutivos y simultáneos de una carga de misiles en el sector desde 0 ° a 45 ° y el ingreso de granadas RPG-7 en un ángulo de 45 °.
Una de las principales ventajas de las soluciones plásticas es la resistencia a los golpes múltiples y la alta resistencia a una onda explosiva, impacto fuerte, proyectiles de tipo proyectil, cargas de fragmentación, pero las desventajas son el peso y el espesor. En cooperación con la Bundeswehr alemana, KRD está implementando un programa para desarrollar una solución híbrida de cerámica y plástico destinada a utilizar las fortalezas de los dos materiales. Este estudio tiene tres objetivos: confirmar la viabilidad técnica de tal solución, desarrollar una solución con un cuarto nivel de protección con una masa y grosor aceptables, y desarrollar una solución liviana con un tercer nivel de protección. La primera característica ha sido verificada; También probó la solución de nivel 4 con una densidad de 270 kg / m2, que tiene las propiedades del plástico, resistiendo la explosión de minas y IED, pero deja la cerámica con la capacidad de resistir balas perforadoras de blindaje. En cuanto a la visibilidad después de varios golpes, depende de la energía de las balas y los proyectiles. La solución con el nivel de protección 4 mantiene una buena visibilidad después de golpear las balas 7,62-mm, pero la visibilidad después de golpear las balas 14,5-mm solo se retiene parcialmente; es decir, las características son peores que las de soluciones completamente plásticas, pero más altas que las de vidrio.
La compañía está trabajando actualmente en la integración de su solución híbrida en un vehículo para pruebas y preparación para la calificación. El producto se encuentra en el nivel de preparación tecnológica TRL 6-7 (revisión final y preparación para la serie), mientras que en el mercado esta solución estará disponible al final de 2017-mid 2018 del año. En cuanto al costo, debería ser aproximadamente 200% más alto que el costo de las soluciones de vidrio.
CERAMTEC-ETEC: Cerámicas transparentes de Europa.
La compañía francesa Saint-Gobain suministra una línea completa de soluciones transparentes tradicionales para el mercado militar.
La solución basada en cerámica ofrecida por la empresa israelí OSG; Cerámica transparente suministrada por Ceramtec-ETEC.
La empresa alemana de la ciudad de Lohmar es el proveedor principal para la mayoría de los fabricantes alemanes y europeos que desarrollan una protección a base de cerámica transparente. CeramTec-ETEC ha desarrollado el material cerámico policristalino Perlucor, que combina las excelentes cualidades del zafiro, un cristal sólido que tiene una estructura multicapa estrictamente orientada con fuertes enlaces atómicos e iónicos, con cualidades de vidrio que se caracterizan por una estructura desordenada y enlaces de energía más débiles entre los elementos. Perlucor conserva los enlaces químicos del zafiro, pero es óptico y mecánicamente isotrópico, como el vidrio. Esta última característica simplifica el proceso de producción y reduce el costo en comparación con el zafiro; Según CeramTec-ETEC, la reducción de costos es superior al 60%. En cuanto al peso y el grosor, el uso de Perlucor en sistemas de protección transparente puede ahorrar de 40 a 60%. Además, la alta resistencia al rayado aumenta la vida útil en tiempos 2-5. Por lo tanto, el material Perlucor se usa no solo en juegos de protección transparente: la compañía ha desarrollado una tecnología para pegar una capa con un grosor de menos de un milímetro a la parte frontal del vidrio, lo que le permite aumentar su vida útil en un tiempo 3-10.
Materiales utilizados:
www.shephardmedia.com
www.gus-germany.com
www.ibd-deisenroth-engineering.de
www.saint-gobain.com
www.isoclima.net
www.osg.co.il
www.kasiglas.de
www.etec-ceramics.com
www.wikipedia.org
en.wikipedia.org
información