Protección de vehículos blindados (parte final de 5)
Iveco MPV utiliza las últimas soluciones de protección contra Deisenroth de IBD, principalmente basadas en nanotecnología.
Armadura pasiva: la última barrera.
Los carros de los vehículos blindados todavía están hechos de acero, a los que se atornillan pernos de reserva complementaria. Sin embargo, cuanto más pueda proporcionar un diseño básico con respecto a la protección balística y explosiva, mayor será el nivel final de protección. Además, incluso con la instalación de sistemas de protección activa que destruyen los proyectiles atacantes mientras se aproximan, los fragmentos de alta energía resultantes pueden causar graves daños al vehículo, lo que a su vez requiere una buena protección básica.
La compañía sueca SSAB es uno de los expertos reconocidos en el campo de los materiales de reserva, su familia de armaduras de acero Armox es bien conocida en todo el mundo. La familia incluye seis tipos diferentes, el número en la designación del grado de acero muestra la dureza Brinell promedio. Si bien la dureza afecta directamente a la protección balística, la resistencia es necesaria para asegurar la absorción de la energía de las ondas de explosión, dos características que, de hecho, no pueden existir juntas. La capacidad de conformación refuerza esta contradicción, ya que los aceros de alta resistencia suelen ser menos conformables y con frecuencia tienen problemas de soldabilidad.
Con el tiempo, las características balísticas de los aceros SSAB aumentaron gradualmente: en 1990, el acero Armox 500T con un grosor de 9 mm fue necesario para detener el vuelo del proyectil M193 / SS92 a una velocidad de 937 m / s, pero diez años más tarde con la aleación Armox 600T, todo el 6 fue necesario para detener mm Otros diez años y 4,5-mm Armox Advance hace lo mismo, aunque el número no vale la pena, ¡porque la dureza está más allá de la escala Brinell! Desde el 70,7 kg / m2 inicial, durante diez años, SSAB ha logrado reducir el peso a 47,1 kg / m2, y en la próxima década hasta 35,3 kg / m2. Según los expertos de SSAB, no se espera una disminución significativa adicional, la cifra real para el año 2020 es 30 kg / m2. El departamento de I + D de la empresa es más probable que trabaje más para mejorar la dureza y la conformabilidad del material disponible que su dureza, especialmente porque la explosión actual es la principal amenaza. Su acero Armox 440T con una dureza Brinell de 420-480 HB se conoce como el "consumidor de energía" preferido, y su viscosidad hace que sea fácil obtener cualquier forma, como un fondo sólido de la caja. Incluso el acero Armox 500T más duro, con una dureza de 480-540 HB, se considera un material de protección contra explosiones.
Como se mencionó anteriormente, las características principales de Armox Advanced son la dureza, por lo que SSAB considera este acero como un material cerámico. Por lo tanto, la empresa recomienda encarecidamente que no se moldee y no se suelde, ya que para una correcta conservación de la dureza no debe calentarse por encima de 100 ° C. Cómo lograr niveles similares de protección y masa en el futuro con materiales más conformables es hoy una tarea muy difícil.
Entre los nuevos aceros de armadura, por supuesto, debe destacarse el Super Bainite, introducido en la caída de 2011. Desarrollado por el British Laboratory for Defence Science and Technology DSTL, el nuevo acero se fabrica en la planta de Tata Steel en el Reino Unido. Muestra mucho mejor rendimiento que el acero de armadura estándar. Estas características no solo son una consecuencia de la composición química, sino también del proceso de fabricación, en particular del tratamiento térmico con enfriamiento por aire y sales fundidas. El producto final tiene características balísticas dos veces más altas que las de una armadura homogénea enrollada.
La compañía sudafricana Aardvark Perroc hace un uso extensivo del acero SSAB Armox 500 en sus productos. Esto demuestra que incluso este acero con alta dureza puede absorber una gran cantidad de energía.
SSAB fabrica elementos de forma compleja a partir de su acero Armox 440T, a menudo denominado "consumidor de energía". Es muy adecuado para estructuras expuestas a IEDs. SSAB está trabajando actualmente para hacer su armadura más moldeable.
El uso del podboev IBD FlexiComp le permite crear elementos volumétricos de protección, reduciendo el número de puntos débiles en el sistema de protección general.
Diagrama de características de podcoil IBD en función de la temperatura. El efecto de las altas temperaturas es un problema grave al implementar máquinas en áreas con climas cálidos.
En diciembre, 2012, Lockheed Martin UK y la Universidad de Surrey, anunciaron un método nuevo y más sencillo para mejorar la protección y la capacidad de supervivencia de los vehículos blindados. Los científicos han desarrollado un método para procesar materiales cerámicos para mejorar la resistencia de adhesión de las cerámicas y cerámicas de alúmina sobre carburo de silicio con un sustrato compuesto, lo que aumenta significativamente la resistencia de la armadura. La fijación de placas de cerámica a su sustrato siempre ha sido el talón de Aquiles de esta tecnología. Los resultados mostraron que la nueva técnica le permite aumentar el agarre. Las pruebas han demostrado que cuando la bala incendiaria perforante de armadura 14,5-mm se dispara contra la placa de armadura, permanece intacta.
El desarrollo tecnológico sigue siendo el negocio central de IBD Deisenroth Engineering, mientras que Rheinmetall Chempro se encarga actualmente de la producción de soluciones pasivas, cuya participación del 51% es propiedad de Rheinmetall Defense y 49% de la familia Deisenroth.
Cuando el Dr. Ulf Deisenroth desarrolló la tecnología de cuarta generación para varios tipos de materiales, se diseñaron para reducir el peso y mantener el nivel de protección o, a la inversa, aumentar el nivel de protección para esta masa, mientras que las nuevas tecnologías prometen ahorros superiores al 40%. Se basan en los últimos avances en el campo de la protección pasiva asociada a los nanomateriales, que incluyen cerámicas nanocristalinas, acero nanométrico y fibras de alta resistencia. En cooperación con los fabricantes de acero, IBD ha desarrollado aceros de nitrógeno de alta resistencia que son casi iguales en rendimiento a los materiales cerámicos estándar. Estos nuevos tipos de acero pueden usarse para elementos estructurales, mientras que permiten una pérdida de peso aún mayor si su aplicación se coloca en las etapas iniciales del diseño. En cuanto a las fibras de alta resistencia, por ejemplo el IBD C1 HT Liner, tienen características casi un 20% más altas, no solo en comparación con el podboyami estándar, sino incluso un 10% más alto que el resto de la EII; el deterioro de sus parámetros con el aumento de la temperatura también ocurre más lentamente, lo cual es especialmente importante dadas las temperaturas extremas en los campos de batalla modernos. Además de los aceros nanométricos y las nanocerámicas utilizadas en las máquinas recientemente desarrolladas, IBD también ha desarrollado nuevas soluciones en el campo de los materiales compuestos que permiten la producción de elementos con geometría curva compleja, lo que permite lograr una cobertura del cien por cien del área protegida casi sin brechas balísticas. Esta solución se aplica en particular en la producción de elementos de fondo, donde la brecha más pequeña puede romper toda la protección.
IBD también tiene éxito en el desarrollo de laminados de nanocompuestos que tienen una fuerza tan sustancialmente mayor que pueden reemplazar las partes estructurales de la máquina y al mismo tiempo servir como una protección balística de alto nivel. Debido a su baja densidad de superficie, el peso total de este nivel de protección se reduce considerablemente. Estos materiales compuestos se basan en los materiales nanotecnológicos mencionados anteriormente de IBD. Se han desarrollado procesos de unión especiales, que se utilizan para fabricar materiales estructurales laminados de nanocompuestos, conocidos como IBD FlexiComp, con mayor resistencia estructural y características balísticas. Teniendo una densidad más baja en 10% en comparación con los laminados estándar, las propiedades elásticas de estos materiales son dos veces más altas. Esta alta resistencia les permite integrarse en el diseño de la máquina, mientras que las características balísticas hacen posible enfrentar amenazas de alto nivel, mientras que los materiales FlexiComp tienen un buen potencial para la reducción de peso. Su uso puede plasmarse en dos enfoques diferentes. El enfoque directo es usarlos para protegerse contra las minas y los IED como armaduras adicionales en las bahías, guardabarros, placas antiminas y pisos internos separados. Al moldear piezas volumétricas, pueden reemplazar otras soluciones, como ensamblajes, ensamblados por soldadura o pernos. El segundo enfoque es la integración de partes hechas de materiales compuestos, tales como escotillas, escotillas de motor, puertas de popa y rampas. Constituyen una gran proporción de la superficie total del vehículo y, como resultado, la reducción de peso absoluta será muy significativa. Para STANAG 4569 El nivel de 4 es una reducción de peso similar de 1500 kg para la máquina 8x8 (consulte la tabla). Con respecto al costo de producción, los procesos desarrollados por IBD permiten la fabricación de piezas compuestas sin el uso de autoclaves, lo que proporciona una reducción significativa en el costo, especialmente para componentes grandes, su costo es comparable al costo de los componentes producidos utilizando tecnologías estándar.
Rheinmetall Chempro fabrica actualmente estos componentes, cuya tarea es dominar las tecnologías de Ingeniería de Deisenroth de IBD, desarrollarlas en el proceso de producción para lograr precios competitivos, desarrollar soluciones especializadas adicionales y acompañarlas en el proceso de calificación de la máquina. Las entregas de componentes fabricados con las últimas tecnologías avanzadas comenzaron a principios de 2013, principalmente para AMPV de KMW-Rheinmetall y vehículos de protección media de Iveco DV-KMW. De acuerdo con la división de sistemas de protección de Rheinmetall, más de una docena de fabricantes de equipos originales (fabricantes de equipos originales) en todo el mundo pronto recibirán componentes que les permitirán reducir realmente el peso de sus máquinas y, por lo tanto, aumentar la capacidad de carga útil y reducir el costo del ciclo de vida.
La cartera de soluciones pasivas de Rheinmetall Chempro incluye varias versiones de la familia Amap (Protección Modular de Armadura Avanzada - reserva modular avanzada). Esta familia utiliza la última tecnología desarrollada por IBD. Los productos Amap generalmente se combinan para brindar la protección deseada contra una amplia variedad de amenazas. Entre los diversos productos no transparentes, vemos la solución balística Amap-B, que proporciona protección contra pequeños armas y municiones de mediano calibre, protección de minas Amap-M, Amap-IED, diseñadas para combatir los IED, sótanos Amap-L que protegen el compartimento de combate, absorción de escombros secundarios, Amap-SC contra proyectiles acumulativos y, finalmente, la solución Amap-X Protección contra amenazas típicas de las condiciones urbanas.
La nueva tecnología de unión desarrollada por Lockheed Martin Reino Unido y la Universidad de Surrey puede aumentar significativamente el nivel de protección para vehículos blindados, como el BMP Warrior (arriba)
Módulos opcionales SidePro-ATR en Leopard MBT
Cabe señalar que dentro del Grupo Rheinmetall otra compañía está involucrada en la protección pasiva, Rheinmetall Ballistic Protection GmbH, que recibió su nuevo nombre 1 enero 2013 del año. Anteriormente, se llamaba Rheinmetall Verseidag Ballistic Protection GmbH. De propiedad exclusiva de Rheinmetall, esta empresa se especializa en el diseño y la fabricación de soluciones de reserva para máquinas militares ligeras que utilizan materiales como cerámica, metales avanzados y telas especiales.
Aunque Ruag Defense todavía tiene soluciones de protección dinámica (blindaje activo-reactivo) en su cartera, ya no se ve a los ojos de los consumidores como una empresa ultramoderna capaz de aumentar la capacidad de supervivencia de vehículos medianos y pesados. En este sentido, la empresa suiza centró su atención en perfeccionar soluciones completamente pasivas que puedan hacer frente a cargas cinéticas y perfiladas. El sistema SidePro-ATR va mucho más allá de la agresividad del RPG-7, ya que puede manejar las cargas con formas utilizadas en escenarios simétricos, mientras que la versión básica garantiza protección balística de nivel 5. SidePro-ATR se mostró por primera vez al público en 2012, este sistema es escalable y por lo que se puede utilizar tanto en vehículos blindados de transporte de personal como en tanques... En su versión básica, tiene un espesor de 400 mm, y su masa es comparable a la masa de una solución de chorro (es decir, aproximadamente 300 kg / m2). Este sistema estaba calificado para el tanque Leopard 2A4. El nivel de protección balística se puede incrementar significativamente hasta el punto de que el sistema resistirá el impacto de un núcleo alargado de 120 mm, aunque no se proporcionaron datos al respecto.
La escalabilidad de SidePro-ATR permite su uso en escenarios de combate simétricos y asimétricos. Otra solución para combatir las municiones cinéticas y los IED con la designación SidePro-KE / IED se probó en el vehículo blindado de reconocimiento Fennek, que está en servicio en Alemania y los Países Bajos. Básicamente, basada en la cerámica, esta solución estaba destinada a combatir los IED de primera generación. Las nuevas bombas de carretera usadas en varios teatros, forman miles de fragmentos de alta velocidad y, por lo tanto, hay una necesidad de muy buenas características de impacto múltiple. Desde entonces, Ruag ha refinado el sistema KE / IED alejándose de la cerámica y utilizando paquetes de múltiples capas sin empaquetar. La nueva solución SidePro-KE / IED, disponible en 2012, protege el nivel 4 / el nivel 5 de las armas cinéticas y tiene características extremadamente altas de múltiples golpes. Suponiendo que el chasis está hecho de acero balístico 7 mm de grosor, el panel 30 mm podría proporcionar la protección necesaria, mientras que el sistema KE / IED permite un incremento de masa mínimo dependiendo solo del tipo de máquina. Esta solución está pendiente en varios fabricantes.
Ruag ha finalizado el SidePro KE / IED. El fotomontaje muestra los elementos del sistema creado para contrarrestar los nuevos dispositivos que forman múltiples fragmentos.
M113 BTR, equipado con un sistema pasivo anti-RPG Iron Wall de Israel Military Industries, que combina una armadura pasiva y de celosía
Ceradyne y Cellular Materials International han desarrollado una protección de fondo basada en el material celular de aluminio CMI MicroTruss, que absorbe hasta un tercio de la energía creada por la explosión. A continuación se muestra una vista en primer plano del material de MicroTruss.
Ejemplo de reducción de peso para una máquina 8 x 8 con componentes hechos de IBD FLEXICOMP
Peso en kg
Plasan Sasa sigue siendo uno de los jugadores clave en la reserva pasiva. No se dan detalles tecnológicos en esta dirección, mientras que la compañía está activa tanto en reservas adicionales como en edificios prefabricados. El segundo enfoque se adoptó en el desarrollo de Mrap de Navistar MaxxPro y M-ATV de Oshkosh. "Esto nos permite aumentar la producción utilizando mano de obra sin habilidades de calificación en soldadura, ya que nuestro enfoque en el estilo del diseñador Lego se basa en bloques que contienen todos los componentes que se pueden ensamblar en el menor tiempo posible", dijo una fuente de la compañía. Algunos de los más de doscientos ingenieros de la compañía están trabajando en nuevas soluciones que podrían ser el resultado de la aparición de nuevos materiales o soluciones geométricas innovadoras. El enfoque de sistemas permanece en el corazón del ciclo de protección.
IMI ha desarrollado recientemente una serie de soluciones en las áreas pasiva y reactiva para contrarrestar los últimos tipos de IED, incluidos varios tipos de "núcleos de choque" de EFP (SFF) y los últimos modelos de RPG. La compañía propuso una solución pasiva de la Pared de Hierro, que se basa en una combinación de metal y compuestos complementados con una armadura de celosía. Dependiendo del nivel de protección requerido, el grosor puede variar entre 110 y 150 mm, y el peso entre 200 y 230 kg / m2. El Muro de Hierro se encuentra actualmente sometido a pruebas de tropas en el ejército israelí.
IMI también ofrece su armadura de celosía como un sistema separado. L-VAS (Sistema de blindaje de vehículos ligeros, sistema de reserva de automóviles ligeros) está diseñado para proteger los vehículos tipo BTR. Para reducir el peso, el sistema se basa en materiales compuestos y elementos reactivos, estos últimos contienen un mínimo de materiales energéticos. Esto reduce las pérdidas indirectas, y el tipo de material evita el riesgo de detonación secundaria de elementos vecinos. Según el IMI, el sistema L-VAS también protege contra los proyectiles perforantes de blindaje 14,5-mm y las astillas de artillería. El sistema estaba completamente calificado en Israel para su M113 BTR y tiene una gravedad específica de aproximadamente 200 kg / m2.
También se propone un sistema de rompeolas más pesado. Esta armadura reactiva, que incluye elementos metálicos y compuestos, está diseñada para combatir tres amenazas principales: RPG, SFF y EFP. IMI ha realizado pruebas rigurosas y ahora se está moviendo hacia la calificación para comenzar a producir soluciones con un espesor de 350 - 400 mm y una masa de 430 - 450 kg / m2 al final de 2013 del año.
Ceradyne es otro jugador importante en la reserva pasiva. Según Mark King, presidente de Ceradyne, el acero sigue siendo el principal material en el negocio de las reservas, el objetivo aquí es aumentar el rendimiento y reducir los costos. "En los Estados Unidos, el factor de conducción es básicamente el costo de adquisición del vehículo, no el costo de su vida útil, y esto funciona en contra de las actualizaciones", dijo King en la conferencia AUSA 2012. Un número relativamente pequeño de vehículos comprados por los ejércitos europeos condujo a grandes inversiones en defensa, mientras que en los Estados Unidos el énfasis estuvo en la cantidad, lo que atrajo a los desarrolladores europeos de los sistemas de protección estadounidense. Sin embargo, King enfatizó que en la actualidad Estados Unidos está progresando, centrándose principalmente en la protección contra explosiones del fondo, ya que la protección balística ya se considera un problema resuelto. King ha evaluado positivamente el interés del ejército estadounidense, una vez que se ha demostrado que resuelve el problema de proteger los fondos de máquinas como, por ejemplo, el Humvee (20 millones de dólares solo para desarrollo),. Ceradyne es uno de los que definitivamente abogarán por un contrato para modernizarlos. El requisito es obtener la máxima protección con una reducción significativa de la masa para reducir el efecto en el rendimiento de la máquina.
Ceradyne ha desarrollado una solución basada en MicroTruss desarrollada por Cellular Materials International Inc (CMI). Este material de aleación de aluminio poroso tiene una densidad 58 kg / m2 en comparación con una solución de metal monolítica equivalente a la densidad 112 kg / m2. Esta solución difiere en el ángulo del cuerpo “V” igual al 5 ° total, que es suficiente para repeler la onda expansiva y tiene una masa de 300 kg. MicroTruss garantiza hasta un 30% de absorción de energía de explosión, lo que no solo limita el impacto en la cápsula de la tripulación, sino que también reduce el movimiento vertical del vehículo. En Ceradyne, la compañía también participa activamente en el programa de reservas Flyer Gen.2, que se enfoca en el proyecto de fuerzas de operaciones especiales en el vehículo GMV 1.1. Para mantener la transportabilidad dentro de los helicópteros V-22, CH-47D y CH-53E, cuando el peso y el ancho deben mantenerse dentro de ciertos límites, la compañía desarrolló un kit que proporciona el nivel de protección balística B6 (.357 Magnum) para puertas y techos.
Polaris Defense y la tecnología de armadura de defensa M9 han desarrollado una armadura estructural compuesta de acero híbrido para reducir significativamente la masa propia del Humvee mientras se mantiene el nivel de protección. El prototipo en la foto de la derecha tiene su propio peso total de 3400 kg, que es casi un 50% menos que el Humvee con protección de nivel 3. (Preste atención a las ruedas del carro de abajo)
La protección también reside en el hecho de que no permanece en el campo de batalla en caso de pinchazo. Las llantas no neumáticas Polaris Defense ofrecen una durabilidad significativamente mejor en comparación con las llantas estándar y pueden soportar una bala 12,7-mm. Actualmente, no solo están disponibles para automóviles, incluida la clase Hummer, sino que ahora se están desarrollando estas ruedas para automóviles Mraps más pesados.
Ceradyne también participa en el programa Marines Personnel Carrier en colaboración con Lockheed Martin y Patria en un vehículo marino basado en la Patria AMV finlandesa. Cabe destacar que 28 de noviembre 2012 se anunció que Ceradyne fue adquirida por el Grupo 3M, lo que le permitiría invertir más en I + D y soluciones innovadoras.
La integración del diseño y la protección es una solución muy popular para máquinas ligeras. En AUSA 2012, Polaris Defense mostró un prototipo de automóvil basado en el Humvee con un nuevo concepto que desarrolló con M9 Defense. El desafío es reducir su propio peso al tiempo que mantiene y aumenta los niveles de protección. Para hacer esto, el equipo de Polaris-M9 quitó toda la armadura de la factura para ver el concepto de armadura estructural. Luego, todo se retiró del automóvil, solo se dejó el chasis desnudo y luego se colocó una estructura ligera híbrida (material de acero compuesto). Esta armadura estructural puede proporcionar protección de nivel 3 con una masa 70 kg / m2, y con un peso 83 kg / m2 puede soportar 12,7 x 99 mm bala, aunque en el grupo Polaris-M9 pueden alcanzar el nivel 3 + (armadura 12,7 mm mm) ). La decisión del Polaris-M9 también puede proteger el motor. Mientras que el vehículo blindado Hummer estándar pesa alrededor de 6350 kg, la solución propuesta reduce su peso a 3400 kg. El blindaje estructural híbrido utiliza material no exótico, lo que permite al equipo de Polaris-M9 hablar sobre el costo de una nueva solución, comparable al costo de las soluciones actuales. Además, este material se moldea en formas complejas, lo que permite obtener, entre otras cosas, un fondo en forma de V sin costuras. La recepción de la forma establecida se alcanza debido a la formación hidráulica, proceso de alta velocidad que promueve la disminución en el costo. Según el equipo de Polaris-M9, esta tecnología reduce la masa en un 40 por ciento.
Demostración de ruedas no neumáticas de la empresa Polaris Defense.
La ecuación de protección incluye otro miembro directamente relacionado con la movilidad: la rueda. Tras la adquisición de Resilient Technologies, Polaris Defense ofrece actualmente llantas no neumáticas (NPT). El consumo de ruedas es uno de los problemas logísticos más básicos en los cines y la solución del TNP en muchos casos ayudará a resolverlo. De acuerdo con el comando de las fuerzas de operaciones especiales en Afganistán, los neumáticos normales pasan aproximadamente 1300 km, mientras que la rueda NPT, una bala perforada de 12,7 mm puede pasar 8000 km y, por lo tanto, desplazar las ruedas de repuesto de la cadena de suministro, al tiempo que mejora la calidad de marcha. Para los autos Hummer, ya se han fabricado prototipos NPT. El objetivo actual es el juego de ruedas NPT para una máquina 7,7 ton, que es casi la masa completa de la variante de propósito general JLTV. Según los representantes de la compañía, la simulación mostró que la masa puede alcanzar las toneladas 18, en otras palabras, las ruedas pueden soportar la clase de autos Mrap. Con el aumento de la tecnología de carga útil sigue siendo el mismo, y los programas de modelado desarrollados por la empresa, puede hacer predicciones muy precisas. Lo que cambiará es el material que debe adaptarse a la masa, que a su vez aún debe aparecer en el futuro.
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