La protección de sus activos, incluidos los soldados, es una de las tareas principales de cualquier operación militar.
Los futuros escenarios militares, que tomarán en cuenta la experiencia adquirida en Afganistán, desafiarán a los soldados y sus equipos en forma de hostilidades asimétricas y mixtas. Como consecuencia, existe una creciente necesidad de una protección más efectiva, que también debería permanecer ligera.
El artículo discutirá solo algunas de las últimas innovaciones occidentales en el campo de la protección de soldados, vehículos, aviones y barcos.
vidrio
Antes de comenzar a hablar sobre la armadura transparente, necesita saber más sobre el componente más básico y básico de la armadura transparente, el vidrio. Comprender cómo se forma el vidrio le ayudará a comprender cómo se puede ver algo a través de una aleación de aluminio.
Ya que existe una fórmula básica para hacer vidrio, también hay una receta para crear vidrio a prueba de balas. Apriete dos capas gruesas de vidrio, y entre ellas una capa de policarbonato (esto se denomina laminación, que forma un laminado). Cuando una bala golpea, las capas de vidrio y policarbonato absorben su energía. La capa exterior (que se encuentra con la bala) se agrieta y crea grietas en forma de red, que ilustran la expansión de energía hacia los lados. Sin embargo, la capa media de policarbonato, por regla general, resiste el impacto y evita que la bala atraviese el cristal interior. El grosor del vidrio a prueba de balas varía, pero generalmente varía de menos de una pulgada a varias pulgadas. En los casos de cocción a máquina, este vidrio a prueba de balas a menudo sirve a los pasajeros como una protección transparente.
El vidrio a prueba de balas se suele llamar erróneamente "vidrio a prueba de balas". Pero tal vidrio en su forma pura no existe en la naturaleza, ya que es casi inútil contra una bala de calibre 12,7. Básicamente, es difícil decir qué tan grueso será el vidrio resistente a las balas para detener qué tipo de munición, ya que muchos factores son importantes al golpear un objeto en una superficie endurecida: distancia, velocidad, tipo armas, tipo de municiones e incluso condiciones de viento.
Al tener una incertidumbre similar, los militares refuerzan el vidrio con otro bloque de ventana similar con una prueba de balas, convirtiendo realmente una ventana de 2 de pulgada de espesor en una ventana de 4 de pulgada. Por supuesto, esto aumenta el nivel de protección de la máquina, pero al mismo tiempo aumenta su masa.
Las balas perforadoras de armadura de calibre 12,7 mm también están diseñadas para perforar vidrios resistentes a las balas. Estas balas a menudo tienen una funda de cobre en la que se coloca una punta de perforación, hecha de un material más duro, como el uranio empobrecido o el carburo de tungsteno (dureza como el diamante). La cáscara externa se agrieta al encontrarse con la armadura, pero la punta perforante de la cáscara de cobre funciona de acuerdo con el nombre, continúa moviéndose en la armadura y causa daños graves en el espacio protegido.
Proteccion transparente
El vidrio a prueba de balas tiene algunos inconvenientes importantes, específicamente, no detiene todas las balas y cuelga un protector, pero el material pesado solo frena el vehículo. Los investigadores creen que la solución que podría soportar las balas es una armadura de aluminio transparente. La armadura de aluminio transparente es una aleación de cerámica pulida fina que es más liviana y resistente que el vidrio a prueba de balas tradicional. La armadura de aluminio transparente con el nombre comercial ALON está hecha de oxinitruro de aluminio, un compuesto químico de aluminio, oxígeno y nitrógeno. Antes de que este material se convierta en una placa de armadura transparente duradera, comienza su viaje en forma de polvo. Este polvo, como todas las otras cerámicas, se moldea por sinterización a alta temperatura. Bajo la acción de la alta temperatura, el polvo se vuelve líquido y luego se enfría rápidamente a un estado sólido, mientras que las moléculas permanecen orientadas libremente, como si todavía estuvieran almacenadas en forma líquida. La estructura cristalina rígida resultante de las moléculas proporciona resistencia y resistencia al rayado en comparación con el duradero zafiro. El pulido adicional endurece la aleación de aluminio, y también la hace extremadamente transparente.
Hoy en día, la protección de aluminio transparente consiste en tres capas de la misma forma que el vidrio a prueba de balas (dos paneles de vidrio y entre ellos un panel de policarbonato). La capa externa, que es directamente golpeada por las balas, está hecha de oxinitruro de aluminio sinterizado, la capa intermedia es de vidrio y la capa interna es un sustrato de polímero. La armadura de aluminio no solo puede reflejar las balas de las armas de pequeño calibre y permanecer claramente transparente en comparación con el vidrio a prueba de balas, que fue alcanzado por una bala. También pasa una prueba mucho más importante: detiene las balas perforadoras de armaduras 12,7 mm y el armamento antiaéreo, que usualmente utiliza balas 7,62 mm. Este es un resultado impresionante, especialmente si se considera que, en comparación con el vidrio blindado tradicional, su peso y grosor son dos veces menores.
Con el tiempo, una lámina regular de vidrio a prueba de balas se desgasta bajo la influencia de las partículas de arena transportadas por el viento, por no mencionar las balas de armas pequeñas o los fragmentos de minas al borde de la carretera. Otra ventaja de la armadura de aluminio transparente es su mayor dureza. En comparación con el vidrio a prueba de balas tradicional, soporta balas de un calibre de hasta 12,7 mm, es menos susceptible al efecto abrasivo de la arena y los arañazos son más difíciles de aplicar. Los investigadores dicen que la armadura de aluminio transparente ha superado significativamente al vidrio, pero al mismo tiempo reconocen que es caro y es difícil hacer láminas grandes.
Saint-Gobain Crystals fue una de las primeras compañías en ofrecer soluciones de blindaje transparente SAFIRE en respuesta a la creciente necesidad de protección balística con peso y grosor reducidos. Los resultados de las pruebas de muestras más recientes mostraron más del 50% de reducción en peso y grosor, a la vez que mantienen las mismas características balísticas que las soluciones de vidrio tradicionales
El vidrio a prueba de balas se puede suministrar con una variedad de niveles de protección.
La armadura de aluminio transparente desarrollada por Raytheon y que actualmente está siendo comercializada por Surmet, aunque es más cara que el vidrio resistente a las balas, es más barata que el zafiro, con el que tiene características similares, como la resistencia y la transparencia. Los zafiros se utilizan en diversos campos, como la fabricación de semiconductores, y debido a su fuerza en los lectores de códigos de barras. Dado que varias industrias requieren cada vez más aluminio transparente para sus necesidades, el precio de producción puede caer hasta el punto que permita construir instalaciones para la producción de piezas más grandes.
Si bien se están realizando investigaciones para desarrollar material que podría salvar vidas, las balas perforadoras de armaduras 12,7 mm "se burlarán" del vidrio a prueba de balas estándar dentro y fuera del campo de batalla.
La necesidad de una nueva tecnología de protección transparente se hace evidente al observar el peso de las soluciones actuales. Por ejemplo, para obtener el nivel de protección del nivel 4569 de STANAG 3, el vidrio blindado debe tener una densidad de superficie de aproximadamente 200 kg / m2. Con un área de ventana total típica del camión 3 cuadrado. En metros la masa de dicho vidrio será 600 kg. Por lo tanto, varias empresas han desarrollado soluciones en esta área.
PERLUCOR de CeramTec-ETEC es un material muy puro con propiedades mecánicas, químicas, térmicas y ópticas excepcionales. El alto grado de transparencia de PERLUCOR (la cerámica tiene un grado óptico superior al 92% de transparencia relativa (más del 80%)) le permite aplicar este material cerámico en cualquier lugar donde el vidrio a prueba de balas esté cerca de su límite. PERLUCOR es de tres a cuatro veces más duro y más fuerte que el vidrio ordinario, lo que permite su uso en sistemas que funcionan en condiciones de desgaste extremo. Además, las propiedades únicas de PERLUCOR incluyen una mayor estabilidad térmica (tres veces), lo que hace posible usar este material a temperaturas de hasta 1600 ° C, así como una estabilidad química extremadamente alta, lo que hace posible su uso en ambientes agresivos ácidos y alcalinos.
IBD Deisenroth Engineering ha desarrollado una protección de cerámica transparente que tiene características balísticas comparables a las de una armadura de cerámica opaca. Según IBD, este nuevo material transparente es más liviano que el vidrio blindado en aproximadamente 70% y también como una armadura opaca puede tener características de impacto múltiple. La protección de la EII de cerámica transparente es un subproducto del desarrollo de las cerámicas NANOTech. IBD ha tenido éxito en el desarrollo de procesos de unión especiales que se utilizan al ensamblar baldosas cerámicas (Mosaic Transparent Armor - mosaic transparent armor) y la laminación de estos ensamblajes con fuertes capas de base para formar grandes paneles de acristalamiento. Debido a las características balísticas del material cerámico, es posible fabricar paneles de armadura transparente con un peso significativamente reducido. Un sustrato hecho de laminados NANO-Fiber naturales mejora aún más el excelente rendimiento de la nueva protección transparente debido a su capacidad para absorber grandes cantidades de energía.
OSG (Oran Safety Glass) desarrolló recientemente una nueva tecnología ADI. Con el fin de evitar la penetración de la máquina con fragmentos, como norma, una capa de material plástico se pega a la parte posterior del vidrio. Esta capa de plástico provoca la deslaminación y reduce la vida útil del vidrio. Además, esta capa de plástico a menudo se daña durante el uso diario y con métodos de limpieza inadecuados, que dejan arañazos en el parabrisas y perjudican la visibilidad.
Mientras que la armadura transparente en los vehículos militares generalmente contrarresta las municiones principales que causan daños, como balas y metralla, el vidrio no resiste los impactos directos de los objetos voladores de alta velocidad. Aunque estos objetos no causan mucho daño, a menudo causan que las capas internas del vidrio se partan, lo que resulta en reparaciones costosas. Este producto totalmente probado y comprobado es un vidrio a prueba de balas patentado que brinda protección contra piedras y otros artículos entrantes. OSG ROCKSTRIKE es una alternativa mejorada a las redes de metal tradicionales, a menudo montadas en vidrios blindados y no blindados para proteger contra daños causados por piedras.
La nueva tecnología ADI de la empresa OSG proporciona un entorno inastillable dentro de la máquina, mientras que le permite aumentar significativamente la vida útil esperada de la armadura transparente y, como resultado, ampliar la garantía de las ventanas de este vidrio.
Los materiales transparentes OSG se están probando constantemente en situaciones de la vida real: repeler los ataques balísticos y físicos, salvar vidas y proteger la propiedad. Todos los materiales transparentes blindados fueron creados de acuerdo con los estándares internacionales básicos.
Una pequeña guía de materiales de fibra.
Una fibra es un hilo utilizado como componente de materiales compuestos. Los materiales de construcción más resistentes están hechos de fibras, por ejemplo, fibra de carbono o polietileno de peso molecular ultra alto. Polietileno de peso molecular muy alto (UHMWPE).
Los dos indicadores más importantes para las fibras de alto rendimiento son su resistencia y cuánto pueden estirar antes de romperse (resistencia a la tracción). En las últimas décadas, se han inventado varios productos químicos que se han mejorado continuamente para obtener propiedades óptimas. Las fibras modernas con alto rendimiento KEVLAR, TWARON, DYNEEMA y SPECTRA, que son las más frecuentes, se basan en los enlaces químicos de para-aramida y polietileno de alta resistencia.
••• Fibra de aramida - Una clase de fibras sintéticas duraderas y resistentes al calor. La palabra artificial aramida es un derivado de la frase "poliamida aromática". Fibras en las cuales las cadenas de moléculas están fuertemente orientadas a lo largo del eje de las fibras, de modo que se puede usar la fuerza de los enlaces químicos. Además de las fibras de meta-aramida como NOMEX, las otras variaciones de las fibras pertenecen a la línea de aramida. Pertenecen principalmente al tipo de copoliamidas más conocido bajo la marca Technora, desarrollada por Teijin. Las aramidas tienen un alto nivel de orientación con otras fibras, como el UHMWPE; Esta característica prevalece en sus propiedades. Las fibras de para-aramida como KEVLAR y TWARON, tienen una resistencia específica excepcional. Las para-aramidas incluyen KEVLAR, Technora, TWARON y Heracron.
••• DYNEEMA - Fibra de polietileno de alta resistencia, producida por DSM Dyneema, según la cual es la fibra más fuerte del mundo. Es 15 veces más fuerte que el acero y 40% más fuerte que el aramida con una masa comparable; Es el único material compuesto en el mundo capaz de detener una bala disparada desde una máquina AK-47.
••• KEVLAR - marca registrada de fibra sintetica para-aramida. El material de alta resistencia de DuPont en 1965 generalmente se tuerce en hilos o telas tejidas que se usan por sí mismas o como un componente de materiales compuestos. Con la misma masa, KEVLAR es cinco veces más fuerte que el acero y, al mismo tiempo, su elasticidad es incomparable con el límite elástico del acero. KEVLAR XP reduce las lesiones balísticas y traumáticas potencialmente graves debido a su estructura.
••• NOMEX Es una marca registrada de material de meta-aramida no combustible desarrollado en los primeros 60 de DuPont y que se introdujo por primera vez en el mercado con 1967. Se le conoce como meta-aramida.
••• Polibenzimidazol (PBI) Fibra sintética con un punto de fusión muy alto, que también es difícil de encender debido a su excelente estabilidad térmica y química. PBI se utiliza para la fabricación de ropa protectora de alta resistencia.
••• Rayón - Fibra sintetica de celulosa regenerada. Debido a que está hecho de polímeros naturales, no pertenece a fibras verdaderamente sintéticas o naturales; Esta es una fibra semi-sintética o artificial.
••• SPECTRA Fabricado por Honeywell. Esta fibra es conocida como una de las fibras artificiales más fuertes y ligeras. Con su tecnología patentada SHIELD, Honeywell también diseña y fabrica materiales balísticos SPECTRA SHIELD, GOLD SHIELD y GOLD FLEX, en los que los militares y la policía de todo el mundo han confiado en él durante más de dos décadas. SPECTRA es una fibra de polietileno de color blanco brillante con alta resistencia a los productos químicos, el agua y la radiación ultravioleta; Según la compañía, es más fuerte que el acero y es 40% más fuerte que las fibras de aramida y es capaz de soportar deformaciones cargadas de alta velocidad.
••• Fibra sintética - Este es el resultado de una extensa investigación realizada por científicos para mejorar las propiedades de las fibras naturales de origen animal y vegetal. Como regla general, las fibras sintéticas se crean al alimentar a presión (generalmente por extrusión) en los orificios (llamados hileras) de materiales de fibra que se forman en el aire en una rosca.
••• TWARON - Marca paraaramid de la empresa Teijin Aramid. Es una fibra sintética refractaria y duradera. Según la compañía, la masa puede reducirse en un 30% - 60% en comparación con el acero balístico al incluir TWARON en la armadura del automóvil. Su tecnología LFT (tecnología de tejido laminado) SB1 es un material multicapa muy flexible y delgado que consiste en dos capas de tejido colocadas entre tres capas de película de polietileno ultrafino, cuya estructura especial retarda las balas penetrantes que separan las fibras. TWARON LFT SB1 reduce la deformación de la superficie posterior en aproximadamente 30% sin comprometer la comodidad de uso.
••• Polietileno de peso molecular ultra alto Polietileno de peso molecular ultra alto (UHMWPE), también conocido como polietileno de alto módulo de módulo alto (HMPE) o polietileno de alto rendimiento (HPPE), pertenece al grupo de polietileno termoplástico. El gel UHMWPE se extruye a través de troqueles para formar fibras sintéticas orientadas estructuralmente. Estos son exactamente los materiales. DYNEEMA и SPECTRA. El polietileno de peso molecular ultraalto tiene cadenas extremadamente largas con un peso molecular de millones, y generalmente millones de 2-6. Es muy resistente a las sustancias agresivas con la excepción de los ácidos Brönsted (apróticos); Absorbe extremadamente la humedad y tiene un coeficiente de fricción muy bajo. Tiene buenas propiedades de autolubricación y una resistencia muy alta a la abrasión, en algunas de sus formas el coeficiente de resistencia a la abrasión es 15 veces más que el del acero al carbono. El coeficiente de fricción es significativamente más bajo que el del nailon y el acetal y es comparable al coeficiente de fricción del politetrafluoroetileno (teflón); El UHMWPE es más duradero que el teflón. Es inodoro, insípido y no tóxico.
Casco de combate mejorado Casco de batalla superior
Cerámica moderna
Los sistemas de protección hechos de armadura compuesta de cerámica pueden usarse para personal, vehículos, barcos, helicópteros y aviones. Las cerámicas industriales avanzadas tienen una masa relativamente pequeña y proporcionan soluciones innovadoras de protección balística para sistemas de reserva duraderos.
Ceradyne, una compañía 3M, por ejemplo, suministrará cascos de combate 77 000 mejorados ECH (casco de combate mejorado) a la Infantería de Marina de los EE. UU. Bajo un contrato por un valor de 80 millones de dólares como parte de un programa del cuerpo y ejército para reemplazar los cascos de combate de todas las fuerzas armadas de los Estados Unidos. Estos cascos utilizan fibras de polietileno de peso molecular ultra alto (UHMWPE) incrustadas en resina termoplástica, a diferencia de los cascos de la generación actual en los que las fibras de aramida están incrustadas en una resina termoestable. El perfil del casco ECH es muy similar a un casco de combate avanzado, excepto que es más grueso. El nuevo casco debería proteger contra algunas balas de rifle, así como tener un nivel más alto de protección contra las astillas del proyectil en comparación con el casco de combate actual. En julio, 2013, los soldados de infantería ordenaron cascos 3850 para entregarlos a los soldados de infantería desplegados al final de 2013. El Cuerpo de Marines planea comprar un total de cascos 77000, que es suficiente para un gran contingente desplegado del cuerpo.
Polaris Defense y M9 Defense han desarrollado una armadura ligera para el ejército de los Estados Unidos. La foto se muestra en la configuración de un vehículo táctico ligero, pero esta armadura también se puede instalar en cualquier vehículo táctico con ruedas o plataforma de combate. Según la compañía, esta nueva armadura está hecha de materiales certificados que utilizan materiales patentados a prueba de balas y procesos de fabricación y tiene la menor gravedad específica en libras por metro cuadrado. pies La armadura de acero compuesto en combinación con un proceso de fabricación de alta velocidad, comparable a la velocidad de producción de chapa metálica, permite que el equipo Polaris / M9 cree cápsulas y otros elementos balísticos de esta armadura con una reducción significativa en los costos generales
Defensas voladoras y naves blindadas.
No solo las personas están sujetas a protección. Las aeronaves necesitan protección para garantizar que los sistemas vitales, sus tripulaciones y pasajeros no reciban daños por el fuego en tierra. En los últimos años, se han lanzado varios programas importantes para desarrollar soluciones innovadoras para la protección de las aeronaves. Lo mismo se aplica a los barcos que no tienen la misma área de cobertura que la armadura creada para aviones, soldados y vehículos, pero sin embargo juega un papel importante en la protección de los barcos de muchas amenazas. El énfasis en la lucha contra la piratería, las drogas, la migración ilegal y las operaciones antiterroristas en el mar ha llevado al hecho de que los barcos están ahora sujetos a diversas amenazas, como disparos de armas pequeñas, artillería y lanzagranadas antitanque.
TenCate, que se especializa en la protección de ambos elementos, proporciona protección para grandes buques. La armadura de la aeronave de TenCate Advanced Armor está diseñada para brindar la máxima protección con el mínimo peso agregado. Se logra un alto nivel de protección mediante el uso de los materiales más livianos disponibles en la actualidad, como TenCate LIBA CX o TenCate CERATEGO CX. Estas soluciones son altamente resistentes a múltiples impactos, protegiendo a la aeronave de los efectos de múltiples balas o fragmentos. TenCate Advanced Armor también ofrece soluciones personalizadas de protección de peso ligero, especialmente para su uso en embarcaciones pequeñas y grandes. La armadura destinada a los buques se utiliza para proteger áreas críticas a bordo, como almacenes de municiones, puentes de capitanes, centros de información de combate, equipos de comunicaciones y sistemas de armas.
Tencate entregó recientemente su Escudo Naval Táctico, un escudo naval táctico diseñado para proteger al tirador. Con una buena flexibilidad operativa, se puede entregar o retirar en tres minutos.
Escudo naval táctico Tencate
El contratista principal del proyecto Embraer KC-390, Aerotron Brasil, ha elegido a TenCate Advanced Armor como su socio técnico e industrial y proveedor de materiales y procesos especiales. Aerotron Brasil y TenCate Advanced Armor están trabajando juntos para completar el proyecto y crear prototipos de protección balística de acuerdo con el cronograma, así como los requisitos de masa y rendimiento del programa Embraer KC-390.
Los kits de protección de aeronaves creados y fabricados por QinetiQ North America se basan en la misma filosofía de logística simplificada que los kits de reserva para vehículos terrestres. No es necesario modificar la aeronave para instalar el ÚLTIMO kit de reserva de embarcaciones, ya que estos kits son completamente autosuficientes desde un punto de vista logístico. Se pueden instalar en condiciones ambientales adversas y, si es necesario, solo por parte de la tripulación, utilizando solo los materiales que se incluyen en el kit. Todo el sistema de protección adicional se puede transferir de una aeronave a otra en una hora.
La tripulación y la fuerza de aterrizaje del Nexter VBCI están protegidas de varias amenazas, incluidas las astillas de proyectiles 155-mm y proyectiles de calibre pequeño y mediano. La carcasa soldada de acero y aleación de aluminio está equipada con forro antiadherente y placas de titanio adicionales para la protección contra las armas antitanque. La construcción de la caja del fondo y del tren de rodaje proporciona protección contra las minas.