Desarrollos en el campo de los materiales para proteger al soldado y vehículos.
El artículo proporciona una descripción general de los materiales y sus combinaciones en el contexto del desarrollo de sistemas de protección.
La relación de compromiso entre la protección y el costo de volumen de masa siempre es constante para todos los tipos de armadura, ya sea armadura corporal o armadura de vehículo, y no existe una solución o material único que pueda llamarse panacea, por lo que actualmente se utiliza una variedad tan grande de materiales. y sus combinaciones
La armadura es más antigua que la humanidad durante millones de años y se desarrolló principalmente para proteger contra mandíbulas y garras. Posiblemente los cocodrilos y las tortugas podrían en parte inspirar a una persona a crear características de seguridad. Todo el оружие La energía cinética, ya sea un palo prehistórico o un proyectil perforador de armaduras, está diseñada para concentrar una gran fuerza en un área pequeña, su tarea es perforar el objetivo y causarle el máximo daño. En consecuencia, el trabajo de la armadura es evitar esto al desviar o destruir el dispositivo atacante y / o disipar la energía de impacto en un área lo más grande posible para minimizar cualquier daño a la mano de obra, los sistemas de transporte y las instalaciones que protege.
La armadura moderna, como regla general, consiste en una capa exterior sólida para detener, desviar o destruir el proyectil, una capa intermedia caracterizada por un "trabajo de destrucción" muy grande, y una capa interna viscosa para evitar las grietas y la formación de fragmentos.
Acero
El acero, que se convirtió en el primer material ampliamente utilizado para crear vehículos blindados, sigue siendo una demanda, a pesar de la apariencia de una armadura basada en aleaciones ligeras de aluminio y titanio, cerámicas, materiales compuestos con una matriz polimérica, reforzada con fibras de vidrio, aramida y polietileno de peso molecular ultraalto, así como material compuesto. Materiales con una matriz metálica.
Muchas acerías, incluyendo SSAB, continúan desarrollando aceros de alta resistencia para varias aplicaciones donde el peso es crítico, por ejemplo, para hacer láminas protectoras adicionales. El acero blindado ARM OX 600T, disponible en 4-20 mm de espesor, está disponible con una dureza garantizada de unidades de 570 a 640 HBW (la abreviatura significa Dureza, Brinell, Wolfram; una prueba en la que se presiona una bola de tungsteno de diámetro estándar en una muestra de material con una fuerza conocida Se mide el diámetro del rebaje formado, luego estos parámetros se sustituyen en la fórmula que permite obtener el número de unidades de dureza).
SSAB también enfatiza la importancia de lograr el equilibrio correcto entre dureza y dureza para brindar protección contra la penetración y detonación. Al igual que todos los aceros, ARMOX 600T se compone de hierro, carbono y varios otros componentes de aleación, incluidos silicio, manganeso, fósforo, azufre, cromo, níquel, molibdeno y boro.
Existen restricciones en las tecnologías de producción utilizadas, especialmente cuando se trata de la temperatura. Este acero no está diseñado para un tratamiento térmico adicional; cuando se calienta por encima de 170 ° C después de la entrega, SSAB no garantiza la conservación de sus propiedades. Las empresas que pueden sortear este tipo de restricción tienen más probabilidades de atraer la atención de los fabricantes de armaduras.
Otra empresa sueca, Deform, ofrece piezas estampadas en caliente de acero blindado a prueba de balas a los fabricantes de vehículos blindados, en particular a aquellos que se dedican a aumentar el nivel de protección de los vehículos de origen comercial / civil.
Los cortafuegos sólidos deformados se instalan en el Nissan PATROL 4x4, en el minibús T6 TRANSPORTER de Volkswagen, y en el pick-up Isuzu D-MAX junto con una hoja de piso sólida del mismo material. En el proceso de moldeo en caliente desarrollado por Deform y utilizado en la producción de hojas, se conserva la dureza 600НВ [HBW].
La compañía afirma que puede restaurar las propiedades de todos los aceros de armadura en el mercado y al mismo tiempo mantener una forma estructuralmente predeterminada, mientras que las partes resultantes son muy superiores a las estructuras tradicionales soldadas y parcialmente superpuestas. En el método desarrollado por Deform, el endurecimiento y el revenido de las láminas siguen el estampado en caliente. Gracias a este proceso, es posible obtener formas tridimensionales que no pueden obtenerse mediante el conformado en frío sin la obligación en tales casos de "soldaduras que violan la integridad en puntos críticos".
Las chapas de acero deformadas en caliente se utilizan en las máquinas BVS-10 y CV90 de BAE Systems y, desde principios de la década de 90, en muchas máquinas Kraus-Maffei Wegmann (KMW). Pedidos para la fabricación de placas de armadura tridimensionales para tanque LEOPARD 2 y varias láminas conformadas para máquinas BOXER y PUMA además de varias máquinas Rheinmetall, incluida nuevamente BOXER, así como una escotilla para la máquina WIESEL. Deform también funciona con otros materiales de protección, como aluminio, Kevlar / Aramid y titanio.
Deform entregó particiones sólidas ignífugas para automóviles Toyota LC2016 a un cliente australiano Craig International Ballistics en 200.
Progreso de aluminio
En cuanto a los vehículos blindados, por primera vez, la armadura de aluminio fue ampliamente utilizada en la fabricación del vehículo blindado de personal M113, producido a partir de 1960 del año. Era una aleación, designada 5083, que contenía 4,5% de magnesio y en cantidades mucho más pequeñas de manganeso, hierro, cobre, carbono, zinc, cromo, titanio y otros. Aunque la aleación 5083 conserva su resistencia después de la soldadura, no se aplica a las aleaciones tratables por calor. No tiene tan buena resistencia a las balas perforadoras de blindaje 7,62 mm, pero, como lo confirmaron las pruebas oficiales, detiene el acero de las balas perforadoras de armadura 14,5 mm de estilo soviético, al tiempo que ahorra peso y agrega la fuerza deseada. Para este nivel de protección, la lámina de aluminio es más gruesa y 9 es más resistente que el acero con una 265 r / cm3 de menor densidad, lo que produce una reducción en la masa de la estructura.
Los fabricantes de vehículos blindados pronto comenzaron a solicitar una armadura de aluminio liviana, balística, más duradera, soldable y tratada térmicamente, lo que llevó a Alcan a desarrollar, principalmente aleación 7039 y luego 7017, ambas con un alto contenido de zinc.
Como en el caso del acero, la estampación y el montaje posterior pueden afectar negativamente las propiedades protectoras del aluminio. Al soldar, las zonas afectadas por el calor se suavizan, pero su resistencia se restaura parcialmente debido al endurecimiento durante el envejecimiento natural. La estructura metálica cambia en zonas estrechas cerca de la soldadura, creando grandes esfuerzos residuales debido a un error en la soldadura y / o el ensamblaje. En consecuencia, la tecnología de producción debería minimizarlos, mientras que el riesgo de agrietamiento por corrosión bajo tensión también debería minimizarse, especialmente cuando se espera que la vida útil estimada de la máquina sea de más de tres décadas.
El agrietamiento por corrosión bajo tensión es el proceso de aparición y crecimiento de grietas en un ambiente corrosivo, que tiende a deteriorarse a medida que aumenta el número de elementos de aleación. La formación de grietas y su posterior crecimiento se producen como resultado de la difusión de hidrógeno a lo largo de los límites de grano.
La determinación de la susceptibilidad al agrietamiento comienza con la extracción de una pequeña cantidad de electrolito de las grietas y su análisis. Se llevan a cabo pruebas de corrosión por tensión a bajas tasas de deformación para determinar qué tan mal ha sido golpeada una aleación particular. El estiramiento mecánico de dos muestras ocurre (uno en un ambiente corrosivo y el segundo en aire seco) hasta que colapsan, y luego se compara la deformación plástica en el lugar de la destrucción: cuanto más se estira la muestra hasta su falla, mejor.
La resistencia al agrietamiento por corrosión se puede mejorar durante el procesamiento. Por ejemplo, de acuerdo con la referencia de Total Materia, que se llama a sí misma "la base de datos de materiales más grande del mundo", Alcan aumentó el rendimiento de la aleación 40 en las pruebas de agrietamiento por corrosión por tensión acelerada en un factor de 7017. Los resultados obtenidos también permiten desarrollar métodos para la protección contra la corrosión de estructuras soldadas en las que es difícil evitar tensiones residuales. Los estudios dirigidos a mejorar las aleaciones para optimizar las características electroquímicas de las uniones soldadas se realizan constantemente. El trabajo en nuevas aleaciones mecanizadas térmicamente se centra en aumentar su resistencia y resistencia a la corrosión, mientras que el trabajo en aleaciones térmicamente no mecanizables tiene como objetivo eliminar las limitaciones impuestas por los requisitos de soldabilidad. Los materiales más duraderos en desarrollo serán 50% más fuertes que la mejor armadura de aluminio utilizada en la actualidad.
Las aleaciones de baja densidad, como una aleación de aluminio-litio, ofrecen una reducción de peso de aproximadamente 10% en comparación con las aleaciones anteriores con resistencia a las balas comparable, aunque, según Total Materia, sus características balísticas aún deben evaluarse completamente.
Los métodos de soldadura, incluido el robótico, también se están mejorando. Entre las tareas a resolver se encuentran la minimización del suministro de calor, un arco de soldadura más estable debido a la mejora de los sistemas de suministro de energía y alambre, y el monitoreo y control del proceso por parte de sistemas expertos.
MTL Advanced Materials ha trabajado con ALCOA Defence, un reconocido fabricante de láminas de armadura de aluminio, para desarrollar, como lo describe la compañía, un "proceso de estampación en frío confiable y repetible". La compañía señala que las aleaciones de aluminio diseñadas para aplicaciones de blindaje no fueron diseñadas para la formación en frío, es decir, su nuevo proceso debería ayudar a evitar los modos comunes de destrucción, incluido el agrietamiento. Según la compañía, el objetivo final es permitir a los desarrolladores de máquinas minimizar la necesidad de soldadura y reducir el número de piezas. La reducción en el volumen de soldadura, la compañía destaca, aumenta la resistencia estructural y la protección de la tripulación al tiempo que reduce los costos de producción. Comenzando con la probada aleación 5083-H131, la compañía desarrolló un proceso de piezas de conformación en frío con un ángulo de flexión de grados 90 a lo largo ya lo largo de los granos, luego procedió a materiales más complejos, como las aleaciones 7017, 7020 y 7085, que también lograron buenos resultados.
Los sistemas de reserva SAMAC de Morgan Advanced Materials están hechos de una combinación de materiales cerámicos avanzados y materiales compuestos estructurales.
Ceramicas y Composites
Hace unos años, Morgan Advanced Materials anunció el desarrollo de varios sistemas de reserva SAMAC, que consistían en una combinación de materiales cerámicos y estructurales avanzados con fines estructurales. La línea de productos incluye armaduras con bisagras, a prueba de astillas, cápsulas de supervivencia hechas de compuestos estructurales para reemplazar los cascos de metal y proteger los módulos de armas, tanto habitables como deshabitados. Todos ellos pueden ser personalizados o personalizados.
Proporciona protección conforme a los niveles de NATO STANAG 2 6-4569, junto con características de múltiples golpes y pérdida de peso (la compañía afirma que estos sistemas pesan la mitad de los productos de acero similares), así como la adaptación a amenazas específicas, plataformas y tareas. . Las piezas divididas se pueden hacer desde paneles planos de 12,3 kg para cubrir un área 0,36 de m2 (aproximadamente 34 kg / m2) o piezas de una pieza con un peso de 12,8 kg para 0,55 kg / m2.
Según Morgan Advanced Materials, una armadura adicional diseñada para plataformas nuevas y actualizadas existentes ofrece las mismas características con la mitad de peso. El sistema patentado proporciona la máxima protección contra una amplia gama de amenazas, que incluyen armas de calibre pequeño y mediano, dispositivos explosivos improvisados (IED) y granadas propulsadas por cohetes, así como características de impacto múltiple.
Se propone un sistema de reserva "semiestructural" con buena resistencia a la corrosión para los módulos de armas (además de las aplicaciones aéreas y marítimas) y, además de ahorrar masa y minimizar los problemas con el centro de gravedad, crea menos problemas con la compatibilidad electromagnética que el acero.
La protección de los módulos de armas es un problema especial, ya que son un objetivo atractivo, ya que su eliminación del sistema empeora considerablemente la posesión de la situación por parte de la tripulación y la capacidad de la máquina para hacer frente a las amenazas cercanas. También colocan optoelectrónica "suave" y motores eléctricos vulnerables. Como generalmente se instalan en la parte superior del auto, la reserva debe ser fácil para mantener el centro de gravedad lo más bajo posible.
El sistema de protección del módulo de armas, que puede incluir vidrio blindado y la protección de la parte superior, es completamente plegable, dos personas pueden reensamblarlo en segundos 90. Las cápsulas de vitalidad compuestas están hechas de lo que la compañía describe como "materiales duraderos únicos y compuestos poliméricos", brindan protección contra los desechos y pueden repararse en el campo.
Protección de soldado
Sistema de protección de soldados El sistema de protección de soldados (SPS) desarrollado por 3M Ceradyne incluye cascos e inserciones de armadura para el sistema de protección de cabeza integrado IHPS y VTP (protección de torso vital) Protección de cuerpo - ESAPI (inserto de protección mejorado para armas pequeñas) - Inserto mejorado para protección contra armas pequeñas) del sistema SPS.
Los requisitos de IHPS incluyen menos peso, protección auditiva pasiva y protección mejorada contra golpes apagados. El sistema también incluye accesorios como un componente para proteger la mandíbula inferior del soldado, una visera protectora, una montura para gafas de visión nocturna, guías, por ejemplo, para una linterna y una cámara, y protección modular adicional contra las balas. Un contrato por un valor superior a 7 millones de dólares prevé la entrega del pedido de los cascos 5300. Mientras tanto, el contrato le costará a 36 millones más de kits ESAPI 30000: inserciones más ligeras para la armadura corporal. La producción de ambos kits comenzó en el año 2017.
También bajo el programa SPS, KDH Defense seleccionó materiales de Honeywell SPECTRA SHIELD y GOLD SHIELD para cinco subsistemas, incluido el subsistema Torso y Extremity Protection, que deben suministrarse para el proyecto SPS. El sistema de protección TER en 26% es más liviano, lo que reduce el peso del sistema SPS en 10%. KDH utilizará SPECTRA SHIELD, que se basa en UHMWPE, y GOLD SHIELD, basado en fibras de aramida, en sus propios productos para este sistema.
Fibra SPECTRA
Honeywell utiliza un proceso patentado para moldear y jalar fibras de polímero para incrustar el material de partida, el polietileno UHMWPE, en la fibra SPECTRA. Este material es 10 veces más resistente que el acero en términos de peso, su resistencia específica es 40% mayor que la resistencia específica de la fibra de aramida, tiene un punto de fusión más alto que el polietileno estándar (150 ° С) y una mayor resistencia al desgaste en comparación con otros polímeros, por ejemplo, poliéster
Material duradero y resistente SPECTRA muestra una alta deformación en la rotura, es decir, antes de colapsar, es muy estirado; Esta propiedad le permite absorber una gran cantidad de energía de impacto. En Honeywell, dicen que los materiales compuestos a base de fibra SPECTRA se comportan muy bien cuando son golpeados a altas velocidades, como los ataques de rifle y las ondas de choque. Según la compañía, "Nuestra fibra avanzada responde al choque al eliminar rápidamente la energía cinética de la zona de impacto ... también absorbe bien las vibraciones, tiene buena resistencia a las deformaciones repetidas y excelentes características de fricción interna de las fibras, junto con una excelente resistencia a los productos químicos, al agua. y la luz ultravioleta ".
En su tecnología SHIELD, Honeywell pliega hebras paralelas de fibras y las une impregnando con una resina avanzada para obtener una cinta unidireccional. Luego, las capas de esta cinta se colocan transversalmente en ángulos rectos y, a una temperatura y presión dadas, se sueldan en la estructura compuesta. Para aplicaciones blandas, la protección del cuerpo se lamina entre dos capas de película transparente delgada y flexible. Como las fibras permanecen rectas y paralelas, disipan la energía de impacto de manera más eficiente que si estuvieran tejidas en una tela tejida.
Short Bark Industries también utiliza el material SPECTRA SHIELD en la protección corporal BCS (Ballistic Combat Shirt) para el sistema SPS TER. Firm Short Bark se especializa en protección suave, ropa táctica y accesorios.
Según Honeywell, los soldados eligieron elementos de protección hechos de estos materiales después de que mostraron un mayor rendimiento que sus homólogos en fibras de aramida.
En los materiales de los sitios:
www.nationaldefensemagazine.org
www.ssab.com
www.rheinmetall.com
www.deform.com
www.riotinto.com
www.totalmateria.com
www.mtladv.com
www.alcoa.com
www.morganadvancedmaterials.com
www.xnumxm.com
www.wikipedia.org
www.honeywell.com
La relación de compromiso entre la protección y el costo de volumen de masa siempre es constante para todos los tipos de armadura, ya sea armadura corporal o armadura de vehículo, y no existe una solución o material único que pueda llamarse panacea, por lo que actualmente se utiliza una variedad tan grande de materiales. y sus combinaciones
La armadura es más antigua que la humanidad durante millones de años y se desarrolló principalmente para proteger contra mandíbulas y garras. Posiblemente los cocodrilos y las tortugas podrían en parte inspirar a una persona a crear características de seguridad. Todo el оружие La energía cinética, ya sea un palo prehistórico o un proyectil perforador de armaduras, está diseñada para concentrar una gran fuerza en un área pequeña, su tarea es perforar el objetivo y causarle el máximo daño. En consecuencia, el trabajo de la armadura es evitar esto al desviar o destruir el dispositivo atacante y / o disipar la energía de impacto en un área lo más grande posible para minimizar cualquier daño a la mano de obra, los sistemas de transporte y las instalaciones que protege.
La armadura moderna, como regla general, consiste en una capa exterior sólida para detener, desviar o destruir el proyectil, una capa intermedia caracterizada por un "trabajo de destrucción" muy grande, y una capa interna viscosa para evitar las grietas y la formación de fragmentos.
Acero
El acero, que se convirtió en el primer material ampliamente utilizado para crear vehículos blindados, sigue siendo una demanda, a pesar de la apariencia de una armadura basada en aleaciones ligeras de aluminio y titanio, cerámicas, materiales compuestos con una matriz polimérica, reforzada con fibras de vidrio, aramida y polietileno de peso molecular ultraalto, así como material compuesto. Materiales con una matriz metálica.
Muchas acerías, incluyendo SSAB, continúan desarrollando aceros de alta resistencia para varias aplicaciones donde el peso es crítico, por ejemplo, para hacer láminas protectoras adicionales. El acero blindado ARM OX 600T, disponible en 4-20 mm de espesor, está disponible con una dureza garantizada de unidades de 570 a 640 HBW (la abreviatura significa Dureza, Brinell, Wolfram; una prueba en la que se presiona una bola de tungsteno de diámetro estándar en una muestra de material con una fuerza conocida Se mide el diámetro del rebaje formado, luego estos parámetros se sustituyen en la fórmula que permite obtener el número de unidades de dureza).
SSAB también enfatiza la importancia de lograr el equilibrio correcto entre dureza y dureza para brindar protección contra la penetración y detonación. Al igual que todos los aceros, ARMOX 600T se compone de hierro, carbono y varios otros componentes de aleación, incluidos silicio, manganeso, fósforo, azufre, cromo, níquel, molibdeno y boro.
Existen restricciones en las tecnologías de producción utilizadas, especialmente cuando se trata de la temperatura. Este acero no está diseñado para un tratamiento térmico adicional; cuando se calienta por encima de 170 ° C después de la entrega, SSAB no garantiza la conservación de sus propiedades. Las empresas que pueden sortear este tipo de restricción tienen más probabilidades de atraer la atención de los fabricantes de armaduras.
Otra empresa sueca, Deform, ofrece piezas estampadas en caliente de acero blindado a prueba de balas a los fabricantes de vehículos blindados, en particular a aquellos que se dedican a aumentar el nivel de protección de los vehículos de origen comercial / civil.
Los cortafuegos sólidos deformados se instalan en el Nissan PATROL 4x4, en el minibús T6 TRANSPORTER de Volkswagen, y en el pick-up Isuzu D-MAX junto con una hoja de piso sólida del mismo material. En el proceso de moldeo en caliente desarrollado por Deform y utilizado en la producción de hojas, se conserva la dureza 600НВ [HBW].
La compañía afirma que puede restaurar las propiedades de todos los aceros de armadura en el mercado y al mismo tiempo mantener una forma estructuralmente predeterminada, mientras que las partes resultantes son muy superiores a las estructuras tradicionales soldadas y parcialmente superpuestas. En el método desarrollado por Deform, el endurecimiento y el revenido de las láminas siguen el estampado en caliente. Gracias a este proceso, es posible obtener formas tridimensionales que no pueden obtenerse mediante el conformado en frío sin la obligación en tales casos de "soldaduras que violan la integridad en puntos críticos".
Las chapas de acero deformadas en caliente se utilizan en las máquinas BVS-10 y CV90 de BAE Systems y, desde principios de la década de 90, en muchas máquinas Kraus-Maffei Wegmann (KMW). Pedidos para la fabricación de placas de armadura tridimensionales para tanque LEOPARD 2 y varias láminas conformadas para máquinas BOXER y PUMA además de varias máquinas Rheinmetall, incluida nuevamente BOXER, así como una escotilla para la máquina WIESEL. Deform también funciona con otros materiales de protección, como aluminio, Kevlar / Aramid y titanio.
Deform entregó particiones sólidas ignífugas para automóviles Toyota LC2016 a un cliente australiano Craig International Ballistics en 200.
Progreso de aluminio
En cuanto a los vehículos blindados, por primera vez, la armadura de aluminio fue ampliamente utilizada en la fabricación del vehículo blindado de personal M113, producido a partir de 1960 del año. Era una aleación, designada 5083, que contenía 4,5% de magnesio y en cantidades mucho más pequeñas de manganeso, hierro, cobre, carbono, zinc, cromo, titanio y otros. Aunque la aleación 5083 conserva su resistencia después de la soldadura, no se aplica a las aleaciones tratables por calor. No tiene tan buena resistencia a las balas perforadoras de blindaje 7,62 mm, pero, como lo confirmaron las pruebas oficiales, detiene el acero de las balas perforadoras de armadura 14,5 mm de estilo soviético, al tiempo que ahorra peso y agrega la fuerza deseada. Para este nivel de protección, la lámina de aluminio es más gruesa y 9 es más resistente que el acero con una 265 r / cm3 de menor densidad, lo que produce una reducción en la masa de la estructura.
Los fabricantes de vehículos blindados pronto comenzaron a solicitar una armadura de aluminio liviana, balística, más duradera, soldable y tratada térmicamente, lo que llevó a Alcan a desarrollar, principalmente aleación 7039 y luego 7017, ambas con un alto contenido de zinc.
Como en el caso del acero, la estampación y el montaje posterior pueden afectar negativamente las propiedades protectoras del aluminio. Al soldar, las zonas afectadas por el calor se suavizan, pero su resistencia se restaura parcialmente debido al endurecimiento durante el envejecimiento natural. La estructura metálica cambia en zonas estrechas cerca de la soldadura, creando grandes esfuerzos residuales debido a un error en la soldadura y / o el ensamblaje. En consecuencia, la tecnología de producción debería minimizarlos, mientras que el riesgo de agrietamiento por corrosión bajo tensión también debería minimizarse, especialmente cuando se espera que la vida útil estimada de la máquina sea de más de tres décadas.
El agrietamiento por corrosión bajo tensión es el proceso de aparición y crecimiento de grietas en un ambiente corrosivo, que tiende a deteriorarse a medida que aumenta el número de elementos de aleación. La formación de grietas y su posterior crecimiento se producen como resultado de la difusión de hidrógeno a lo largo de los límites de grano.
La determinación de la susceptibilidad al agrietamiento comienza con la extracción de una pequeña cantidad de electrolito de las grietas y su análisis. Se llevan a cabo pruebas de corrosión por tensión a bajas tasas de deformación para determinar qué tan mal ha sido golpeada una aleación particular. El estiramiento mecánico de dos muestras ocurre (uno en un ambiente corrosivo y el segundo en aire seco) hasta que colapsan, y luego se compara la deformación plástica en el lugar de la destrucción: cuanto más se estira la muestra hasta su falla, mejor.
La resistencia al agrietamiento por corrosión se puede mejorar durante el procesamiento. Por ejemplo, de acuerdo con la referencia de Total Materia, que se llama a sí misma "la base de datos de materiales más grande del mundo", Alcan aumentó el rendimiento de la aleación 40 en las pruebas de agrietamiento por corrosión por tensión acelerada en un factor de 7017. Los resultados obtenidos también permiten desarrollar métodos para la protección contra la corrosión de estructuras soldadas en las que es difícil evitar tensiones residuales. Los estudios dirigidos a mejorar las aleaciones para optimizar las características electroquímicas de las uniones soldadas se realizan constantemente. El trabajo en nuevas aleaciones mecanizadas térmicamente se centra en aumentar su resistencia y resistencia a la corrosión, mientras que el trabajo en aleaciones térmicamente no mecanizables tiene como objetivo eliminar las limitaciones impuestas por los requisitos de soldabilidad. Los materiales más duraderos en desarrollo serán 50% más fuertes que la mejor armadura de aluminio utilizada en la actualidad.
Las aleaciones de baja densidad, como una aleación de aluminio-litio, ofrecen una reducción de peso de aproximadamente 10% en comparación con las aleaciones anteriores con resistencia a las balas comparable, aunque, según Total Materia, sus características balísticas aún deben evaluarse completamente.
Los métodos de soldadura, incluido el robótico, también se están mejorando. Entre las tareas a resolver se encuentran la minimización del suministro de calor, un arco de soldadura más estable debido a la mejora de los sistemas de suministro de energía y alambre, y el monitoreo y control del proceso por parte de sistemas expertos.
MTL Advanced Materials ha trabajado con ALCOA Defence, un reconocido fabricante de láminas de armadura de aluminio, para desarrollar, como lo describe la compañía, un "proceso de estampación en frío confiable y repetible". La compañía señala que las aleaciones de aluminio diseñadas para aplicaciones de blindaje no fueron diseñadas para la formación en frío, es decir, su nuevo proceso debería ayudar a evitar los modos comunes de destrucción, incluido el agrietamiento. Según la compañía, el objetivo final es permitir a los desarrolladores de máquinas minimizar la necesidad de soldadura y reducir el número de piezas. La reducción en el volumen de soldadura, la compañía destaca, aumenta la resistencia estructural y la protección de la tripulación al tiempo que reduce los costos de producción. Comenzando con la probada aleación 5083-H131, la compañía desarrolló un proceso de piezas de conformación en frío con un ángulo de flexión de grados 90 a lo largo ya lo largo de los granos, luego procedió a materiales más complejos, como las aleaciones 7017, 7020 y 7085, que también lograron buenos resultados.
Los sistemas de reserva SAMAC de Morgan Advanced Materials están hechos de una combinación de materiales cerámicos avanzados y materiales compuestos estructurales.
Ceramicas y Composites
Hace unos años, Morgan Advanced Materials anunció el desarrollo de varios sistemas de reserva SAMAC, que consistían en una combinación de materiales cerámicos y estructurales avanzados con fines estructurales. La línea de productos incluye armaduras con bisagras, a prueba de astillas, cápsulas de supervivencia hechas de compuestos estructurales para reemplazar los cascos de metal y proteger los módulos de armas, tanto habitables como deshabitados. Todos ellos pueden ser personalizados o personalizados.
Proporciona protección conforme a los niveles de NATO STANAG 2 6-4569, junto con características de múltiples golpes y pérdida de peso (la compañía afirma que estos sistemas pesan la mitad de los productos de acero similares), así como la adaptación a amenazas específicas, plataformas y tareas. . Las piezas divididas se pueden hacer desde paneles planos de 12,3 kg para cubrir un área 0,36 de m2 (aproximadamente 34 kg / m2) o piezas de una pieza con un peso de 12,8 kg para 0,55 kg / m2.
Según Morgan Advanced Materials, una armadura adicional diseñada para plataformas nuevas y actualizadas existentes ofrece las mismas características con la mitad de peso. El sistema patentado proporciona la máxima protección contra una amplia gama de amenazas, que incluyen armas de calibre pequeño y mediano, dispositivos explosivos improvisados (IED) y granadas propulsadas por cohetes, así como características de impacto múltiple.
Se propone un sistema de reserva "semiestructural" con buena resistencia a la corrosión para los módulos de armas (además de las aplicaciones aéreas y marítimas) y, además de ahorrar masa y minimizar los problemas con el centro de gravedad, crea menos problemas con la compatibilidad electromagnética que el acero.
La protección de los módulos de armas es un problema especial, ya que son un objetivo atractivo, ya que su eliminación del sistema empeora considerablemente la posesión de la situación por parte de la tripulación y la capacidad de la máquina para hacer frente a las amenazas cercanas. También colocan optoelectrónica "suave" y motores eléctricos vulnerables. Como generalmente se instalan en la parte superior del auto, la reserva debe ser fácil para mantener el centro de gravedad lo más bajo posible.
El sistema de protección del módulo de armas, que puede incluir vidrio blindado y la protección de la parte superior, es completamente plegable, dos personas pueden reensamblarlo en segundos 90. Las cápsulas de vitalidad compuestas están hechas de lo que la compañía describe como "materiales duraderos únicos y compuestos poliméricos", brindan protección contra los desechos y pueden repararse en el campo.
Protección de soldado
Sistema de protección de soldados El sistema de protección de soldados (SPS) desarrollado por 3M Ceradyne incluye cascos e inserciones de armadura para el sistema de protección de cabeza integrado IHPS y VTP (protección de torso vital) Protección de cuerpo - ESAPI (inserto de protección mejorado para armas pequeñas) - Inserto mejorado para protección contra armas pequeñas) del sistema SPS.
Los requisitos de IHPS incluyen menos peso, protección auditiva pasiva y protección mejorada contra golpes apagados. El sistema también incluye accesorios como un componente para proteger la mandíbula inferior del soldado, una visera protectora, una montura para gafas de visión nocturna, guías, por ejemplo, para una linterna y una cámara, y protección modular adicional contra las balas. Un contrato por un valor superior a 7 millones de dólares prevé la entrega del pedido de los cascos 5300. Mientras tanto, el contrato le costará a 36 millones más de kits ESAPI 30000: inserciones más ligeras para la armadura corporal. La producción de ambos kits comenzó en el año 2017.
También bajo el programa SPS, KDH Defense seleccionó materiales de Honeywell SPECTRA SHIELD y GOLD SHIELD para cinco subsistemas, incluido el subsistema Torso y Extremity Protection, que deben suministrarse para el proyecto SPS. El sistema de protección TER en 26% es más liviano, lo que reduce el peso del sistema SPS en 10%. KDH utilizará SPECTRA SHIELD, que se basa en UHMWPE, y GOLD SHIELD, basado en fibras de aramida, en sus propios productos para este sistema.
Fibra SPECTRA
Honeywell utiliza un proceso patentado para moldear y jalar fibras de polímero para incrustar el material de partida, el polietileno UHMWPE, en la fibra SPECTRA. Este material es 10 veces más resistente que el acero en términos de peso, su resistencia específica es 40% mayor que la resistencia específica de la fibra de aramida, tiene un punto de fusión más alto que el polietileno estándar (150 ° С) y una mayor resistencia al desgaste en comparación con otros polímeros, por ejemplo, poliéster
Material duradero y resistente SPECTRA muestra una alta deformación en la rotura, es decir, antes de colapsar, es muy estirado; Esta propiedad le permite absorber una gran cantidad de energía de impacto. En Honeywell, dicen que los materiales compuestos a base de fibra SPECTRA se comportan muy bien cuando son golpeados a altas velocidades, como los ataques de rifle y las ondas de choque. Según la compañía, "Nuestra fibra avanzada responde al choque al eliminar rápidamente la energía cinética de la zona de impacto ... también absorbe bien las vibraciones, tiene buena resistencia a las deformaciones repetidas y excelentes características de fricción interna de las fibras, junto con una excelente resistencia a los productos químicos, al agua. y la luz ultravioleta ".
En su tecnología SHIELD, Honeywell pliega hebras paralelas de fibras y las une impregnando con una resina avanzada para obtener una cinta unidireccional. Luego, las capas de esta cinta se colocan transversalmente en ángulos rectos y, a una temperatura y presión dadas, se sueldan en la estructura compuesta. Para aplicaciones blandas, la protección del cuerpo se lamina entre dos capas de película transparente delgada y flexible. Como las fibras permanecen rectas y paralelas, disipan la energía de impacto de manera más eficiente que si estuvieran tejidas en una tela tejida.
Short Bark Industries también utiliza el material SPECTRA SHIELD en la protección corporal BCS (Ballistic Combat Shirt) para el sistema SPS TER. Firm Short Bark se especializa en protección suave, ropa táctica y accesorios.
Según Honeywell, los soldados eligieron elementos de protección hechos de estos materiales después de que mostraron un mayor rendimiento que sus homólogos en fibras de aramida.
En los materiales de los sitios:
www.nationaldefensemagazine.org
www.ssab.com
www.rheinmetall.com
www.deform.com
www.riotinto.com
www.totalmateria.com
www.mtladv.com
www.alcoa.com
www.morganadvancedmaterials.com
www.xnumxm.com
www.wikipedia.org
www.honeywell.com
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