Feltet med beskyttende materialer er enormt og vokser raskt. Nye materialer utvider det teknologiske grunnlaget for personellbeskyttelsessystemer og våpenplattformer. Samtidig endres forretningspraksis og beveger seg bort fra eksklusive leverandører og andre tradisjonelle mønstre som er felles for bransjer som forsvar og sikkerhet
Industrien prøver å reagere raskt på de voksende behovene til militære kunder, ikke bare for å "lette belastningen", men også for å utvikle like viktige egenskaper ved nye beskyttelsesmaterialer og rustningsbeskyttelsessystemer.
Dette kan bekreftes av ordene til lederen for kroppsvernavdelingen ved DSM Dyneema, Marco Manik, som sa i et av intervjuene sine: "Vi produserer den sterkeste menneskeskapte fiberen, og dette er DYNEEMA-fiber".
Bransjeeksperten har kategorisert DSMs sikkerhetsløsninger som en "ny bølge eller generasjon av ballistisk beskyttelse". Selskapets tilbud, som han kaller "kompromissløs teknologisk dyktighet", kombinerer lette materialer og overlegen ytelse, gir komfort sammen med andre kvalitetsfunksjoner og gir kundene "alt de trenger for å få ting gjort."
Manik fremhevet DYNEEMA fiberbasert HB-laminat som et av de teknologiske gjennombruddene i ballistiske beskyttelsessystemer. Faktisk er "DYNEEMA HB -fiber ikke bare 15 ganger sterkere enn stål, men har en rekke egenskaper som virkelig er etterspurt, som vi legger stor vekt på," understreket han, og da han ble spurt om hva kundene i dette området først og fremst ønsker, svarte at "de vil ha stadig lettere alternativer for utstyret sitt."
Sherrill Ingstad, leder for avansert keramikk ved ZM er enig med ham: “Vi ser stor etterspørsel i USA og andre land etter lette beskyttelsessystemer, og det er her innsatsen er konsentrert i dag. Vi streber etter å finjustere alle aspekter av arbeidet vårt-fra proprietær materialteknologi og FoU til tilpasning av personalet og forbedring av produksjonsprosesser-for å tilby lette systemer som reduserer byrden for militæret, samtidig som de gir det nødvendige beskyttelsesnivået."
Som talsmann for Ceradyne (del av ZM) kunngjorde Ingstad at mer enn to millioner skuddsikre vestinnlegg og mer enn 100 000 forbedrede kamphjelmer (ESN) har blitt levert til det amerikanske militæret til dags dato.
Til tross for sin relativt lille masse, gir ESN "et høyere nivå av beskyttelse mot kuler og fragmentering enn noen annen kamphjelm i historien," sa Ingstad. "Sammenlignet med andre hjelmer med samme vekt i bruk, øker ESN nivået av beskyttelse mot kuler og fragmentering mot mer enn 35%."
De første ECH -hjelmene gikk i tjeneste med det amerikanske militæret i 2014.
Ceradynes portefølje for personlig verneutstyr inkluderer også ESAPI (forbedret innsats for håndvåpen), lett, forbedret håndvåpen for å beskytte torso mot håndvåpen. Innsatsene er tilgjengelige i forskjellige størrelser og passer inn i spesielle indre deler av kroppspanselen for militært personell av begge kjønn. "Vi leverer skuddsikre vestinnlegg til Department of Defense Logistics Support, som deretter håndterer bestillinger for hver enkelt enhet," sa en talsperson for Ceradyne.
Selskapet leverer moderne ESAPI beskyttelsesinnsatser i forskjellige vekter. Den nåværende kontrakten til det amerikanske forsvarsdepartementet gir levering av ultrasmå, små og mellomstore innsatser, hvis masse varierer fra mindre enn 2 kg til nesten 2,5 kg. Ceradyne tilbyr også store og ekstra store innsatser for kroppsvern, som er litt tyngre.
Ceradyne begynte å sende innlegg en måned før planen i juni i fjor. I samsvar med den må selskapet fullføre leveranser for denne ordren i slutten av 2017.
Beskyttelse av kjøretøyer og deres mannskaper
Representanten for RUAG Defense-selskapet ga sin vurdering av problemene og oppgavene innen beskyttelsesmateriell for kjøretøyer, som faktisk går ut på å finne et kompromiss mellom økonomisk lønnsomhet og maksimal mulig vektreduksjon (terrengkryss landsevne, luftheis, etc.), og også løsninger som sikrer beskyttelse av mannskaper og kjøretøyene selv mot en mengde trusler, mer dynamiske og mer dødelige. RUAG Defense kommenterte også: «Det er klart at spesifikke behov er forskjellige fra scenario til scenario, men du prøver alltid å finne den perfekte balansen mellom beskyttelsesnivåer og mobilitet. De som snakker om truslens volatilitet har rett, men vi utforsker stadig nye ideer innen materialer og designløsninger."
Videre bemerket representanten for RUAG at grensene er uskarpe mellom scenarier for moderne trusler og utfordringene disse scenariene utgjør for leverandører av materialer og sikkerhetssystemer. - Trusselscenarier er nå ikke like klare som før. Skillet mellom symmetriske og asymmetriske militære operasjoner er uskarpt for våre øyne, nå trenger vi hybridløsninger som kan dekke et mye bredere spekter av trusler."
RUAG streber etter å møte dagens globale utfordringer og utvikler beskyttelsessett for et stort utvalg biler, fra lette 4x4 pansrede kjøretøyer til hovedstridsvogner som LEOPARD 2, og i denne forbindelse utvider selskapets portefølje i denne sektoren seg stadig.
Deretter fortsatte representanten for det sveitsiske selskapet: “For den tyske BMP PUMA leverer vi gruvebeskyttelse sammen med andre beskyttelseskomponenter. RUAG har påtatt seg utviklingen av omfattende gruvebeskyttelse, beskyttelse mot IED (improviserte eksplosive enheter) og rustningsgjennomtrengende prosjektiler for østerrikske og belgiske pansrede kjøretøyer. Produksjon og levering av våre Roof PRO ballistiske sett for produsenten av hodet er i full gang.."
Alcoa Defense -visepresident Margaret Cosentino bemerket en annen parallell og litt konkurrerende trend innen bilbeskyttelse. Ifølge henne ble det tidligere lagt stor vekt på ytterligere rustning av kjøretøyer som deltok i operasjoner i Irak og Afghanistan, og nå er det tilbake til fart, manøvrerbarhet og manøvrerbarhet som funksjoner for å øke kampoverlevelsen. For eksempel, i spesielle operasjoner, blir ultralette kjøretøyer utplassert for kampgrupper. Alcoa arbeider med den amerikanske hærens vitenskapelige samfunn gjennom sitt nye Mobile Protected Firepower-program for å få så mye informasjon som mulig om innovative materialer og velge teknologi for et sikkert direkte presisjonsbrannsystem.
Alcoa Defences produkter forlenger livssyklusen til militære kjøretøyer, med en portefølje av produkter for både eksisterende og nye kjøretøyer. Alcoas multikomponentprodukter, inkludert de som er laget ved ekstrudering, stempling, støping og et komplett utvalg av rullede produkter, finnes faktisk på taktiske kjøretøyer med hjul og bakkekjøretøyer, alt fra aluminiumspanser på HMWWV -jeeper (som en reaksjon på IED -er) og tunge terrengbiler. HEMTT, og slutter med aluminiumskomponenter for nye plattformer, for eksempel den pansrede bilen JLTV.
"For det første bruker Alcoa Defense et veldig bredt spekter av materialer i sine aktiviteter, fordi virksomheten vår er likt mellom aluminium-, titan- og nikkelprodukter, noe som gjør at vi kan jobbe med militæret og hovedprodusentene av sluttprodukter for å få tak i riktig materiale, legering og varmebehandling for å tilfredsstille krav til spesielle oppgaver, - forklarte Cosentino. "For det andre fokuserer vi på full vertikal integrasjon, fra materiale til produktform, til maskinering og sluttmontering. Forbedring av Alcoas effektivitet hjelper våre kunder med å bli mer effektive og mer konkurransedyktige.”
En annen leverandør av forsvarssystemer for militære kjøretøyer er QinetiQ North America (QNA). LAST Armor Spall Liner anti-splinter liners er installert på forskjellige amerikanskproduserte MRAP-kjøretøyer, og dets energiabsorberende BlastRide-seter er installert i BMPer og pansrede personellbærere i forskjellige land. Jeff Riu, Head of Survivability Systems i selskapet kommenterte: “I tillegg er våre passive Q-NET RPG-beskyttelsesløsninger installert på mer enn 13 000 kjøretøyer over hele verden, for eksempel gir de beskyttelse for maskiner som MAXXPRO, PL-ATU, HEMMT og STRYKER, samt plattformer fra andre land. Q-NET-beskyttelsessystemet har potensial til å bli installert på noen varianter av det pansrede kjøretøyet JLTV fra den amerikanske hæren og marinekorpset."
QNA utvikler også personlig verneutstyr for fly og helikoptre, med Riu som også deler noen av selskapets hemmelige sausoppskrifter, som skal dekke behovene til kundene fullt ut når det gjelder kostnad, vekt og egenskaper til sluttproduktet for å gi dem den best mulige løsningen. “Vi har oppnådd dette ved å jobbe med en rekke overlegne materialer, inkludert valset rustningsstål, forskjellige keramiske kvaliteter og de nyeste ballistiske fiberene av høy kvalitet. Vi jobber også utrettelig med å utvikle innovative nye løsninger som våre energiabsorberende seter og vår BlastPro blastdempende teknologi.”
Samarbeid og partnerskap
Et av de hete temaene i diskusjonen blant sikkerhetsmateriellvirksomheten gjelder avtaler med flere leverandører og andre partnere (i noen tilfeller hundrevis av organisasjoner) i tillegg til de eksklusive partnerskapsavtalene som er vanlige i andre segmenter av forsvarsmarkedet.
Ved å bruke firmaets eksempel, snakket Marko Manik om DSMs ønske om å innovere og optimalisere nye teknologier i sitt partnernettverk og om interne investeringer i forskning og utvikling.
DSM foretrekker partnere i forsvaret og relaterte sikkerhetssektorer, og noen av disse partnerne har et sterkere forhold til DSM på grunn av deres evne til å innovere. “Hvis vi har en partner som har evnen til å innovere raskere enn noen andre, så har han en fordel, for i tillegg til produktene våre, er det også sluttprodukter. Derfor må vi jobbe med partnere som til en viss grad er i samsvar med innovasjonshastigheten vår, sier Manik.
DSM Dyneemas siste forretningspartner er First Armor, et datterselskap av KADDB Investment Group. I juni 2016 avslørte First Armour et lett polstret panel som ble brukt i kombinasjon med en sikkerhetsvest. Den nye First Armor -foringen er laget av Dyneema HB212. Dette UHMWPE-baserte komposittlaminatet er utmerket for lette, holdbare forsvarssystemer som er laget med DYNEEMA Force Multiplier-teknologien.
First Armour vil snart tilby flere typer kroppsbeskyttelsessystemer basert på forskjellige materialer med høy ytelse utviklet av DYNEEMA.
I begynnelsen av fjoråret introduserte en annen DSM -partner, Point Blank Enterprises sitt ALPHA ELITE Black kroppsbeskyttelsessystem, og utvidet ALPHA ELITE produktlinjen. "Den nyeste ALPHA ELITE Black, en modell for beskyttelse av håndvåpen, er en forbedring av det forrige produktet, da det reduserer vekten med 17% med samme beskyttelsesnivå," sa selskapet i en pressemelding. ALPHA ELITE Black body -rustningen bruker den nye generasjonen DYNEEMA Force Multiplier -teknologi fra DSM.
RUAG omgår heller ikke noen organisasjon på dette området, og streber etter gjensidig fordelaktig samarbeid. En talsmann for RUAG forklarte at selskapet “jevnlig undersøker markedet for nye design og materialer; og vi er stolte over kvaliteten på testene våre og testene vi utfører for å nøyaktig bestemme beskyttelsesegenskapene til materialer. Dette gjør at RUAG kan skreddersy beskyttelsesløsninger til ethvert kjøretøy og trussel til en optimal vekt og kostnad.”
QNAs Mr. Riu kommenterte: “Vi har utviklet sterke relasjoner med noen av de ledende produsentene av avansert keramikk, ballistiske materialer og komposittfibre. Ved å utnytte disse forbindelsene kan vi designe og levere produkter som overgår konkurrentene våre.”
DuPont er en annen leverandør som har etablert en "sterk posisjon" i materialtilførselen til en rekke bruksområder. For eksempel finner Kevlar -syntetfiberteknologi en rekke bruksområder - forskjellige rustninger, innsatser, hjelmer, lembeskyttelse og rustning av kjøretøyer. Alle disse produktene øker personellets overlevelsesevne, mens forbrukerne mottar beskyttelsesmateriale av varierende grad av "mykhet" eller "hardhet" (vanlige termer i denne sektoren). "Myk beskyttelse refererer til vester og annet utstyr, som ofte er laget av stofffibre og andre fleksible strukturer for å forbedre passformen, komforten og bevegeligheten til brukerne," forklarte Joseph Hovanek, sjefsteknolog ved DuPont Protection Solutions. "Hard beskyttelse refererer til de tøffere komposittkonstruksjonene, for eksempel innsatser, hjelmer og kjøretøybeskyttelseskomponenter, som DuPont tilbyr Tensylon -polyetylenplater i tillegg til Kevlar."
Hovanek snakket om et aspekt av DuPonts forretningsmodell, og bemerket at selskapet leverer fibre, stoffer og andre strukturer fra Kevlar til ledende produsenter av vest-, hjelm- og pansrede kjøretøyer som bruker disse materialene i design og produksjon av sine produkter. Bransjeeksperten la til: "Vi fokuserer på å utvikle lokaliserte løsninger, med ledende produsenter som jobber med fire av våre store tekniske sentre i forskjellige land."
I tillegg til QNA og de andre selskapene nevnt tidligere som leverer produkter til forskjellige sluttbrukere, er det et annet firma som er aktivt på flere relaterte områder. Combat Clothing Australia (CCA) Protect er en global forsvars- og sikkerhetsleverandør med mye erfaring i design og produksjon av ballistisk beskyttelse for mennesker, bakkeplattformer og luftfart. Selskapets kommersielle direktør, Lee O'Shea, bemerket at "CCA Protect er aktiv i markedene i Australia, USA, Hong Kong, Malaysia, Singapore, De forente arabiske emirater, New Zealand og Papua Ny -Guinea."
Spesielt leverer CCA Protect harde og myke karosseribeskyttelsessystemer opp til nivå IV, samt kjøretøypanser som er i stand til å motstå tankskaller. O'Shea fortsatte: “CCA Protects avanserte rustningsløsninger er valgt for å gi ballistisk beskyttelse for de australske væpnede styrker UH-60 BLACKHAWK og CH-47 CHINOOK helikoptre. CCA Protects produksjonsanlegg tillater produksjon av store enkeltpansrede paneler, noe som gjør dem ideelle for Australias Land 400 fase 2 -prosjekt. Som en del av dette prosjektet vil Australia oppdatere og modernisere sin flåte av kampopplysningskjøretøy.
For å oppfylle kravene til sine utenlandske kunder, gjennomfører CCA Protect en grundig analyse av løsninger for å oppnå en balanse mellom kostnad, mobilitet, beskyttelse og vekt. O'Shea avsluttet med å si: Det raskt skiftende kamprommet driver stadig innovasjon i den ballistiske forsvarsindustrien. CCA Protects toppmoderne produksjonsanlegg og erfarne ingeniører gjør det mulig å møte disse komplekse utfordringene. Kombinasjonen av avanserte kompositter og unike limingsteknikker skaper ultralette, holdbare og tynne skjermingsmaterialer.”
Det sveitsiske selskapet Garant utvikler moderne ballistiske beskyttelsesløsninger FirmLiner og FlexLiner for forskjellige typer applikasjoner. Sammen med bruk av de nyeste materialene fra intensiv forsknings- og utviklingsaktivitet, har Garant også en lang erfaring fra langtidsprogrammer i samarbeid med materialleverandører og sluttbrukere. Populære og mye brukte materialer inkluderer para-aramid, polyetylen, polypropylen og glassfiber.
Gjennomsiktig spinellkeramikk for marine bruksområder
Transparent spinel (MgAl2O4) er for tiden det foretrukne materialet for bruk i en rekke marine og andre forsvarsprogrammer. Det er et krystallinsk materiale med et kubisk gitter, som i økende grad brukes til å beskytte forskjellige skipssystemer, inkludert sensorer, defensive og "smarte" materialer og våpen.
I tillegg til sin høye styrke, har spinellkeramikk utmerket transmittans fra ultrafiolette stråler (0,2 mikrometer) til mellominfrarød (5 mikrometer). For de optoniske mastene i den amerikanske marinenes atomubåter i VIRGINIA-klasse brukes enkelt spinellglass, noe som øker overlevelsesevnen og reduserer vedlikeholds- og livssykluskostnadene betydelig. Tidligere ble silisiumglass og krystallinsk germanium installert på L-3 KEO optokoblermast for å overføre synlig lys og stråler i henholdsvis det midt-infrarøde området av spekteret. Begge disse materialene viste seg imidlertid å være utilstrekkelig sterke og utsatt for skade, til tross for at tykkelsen var 3, 8 cm. Problemet var hvordan vinduet skulle lages av tykk spinell. Ifølge forskning har spinellkeramikk med en tykkelse på 3,8 cm, hvor produksjonsprosessen er basert på varmpressing, veldig gode optiske egenskaper.
Broen til den amerikanske ZUMWALT-klassen destroyer (DDG 1000) er også utstyrt med store vinduer med høy styrke som overfører synlig lys og infrarøde bølger med en bølgelengde på 5 mikron og som må tåle bølgeslag på opptil 0,56 kg / cm2. Etter hvert som varmpressingsprosessen skaleres til store dimensjoner, kan brovinduet lages av et stort stykke spinel. Motsatt kan den produseres ved kantdiffusjon som forbinder to eller flere små vinduer til ett. Applied Optics Division ved US Navy Research Laboratory (NRL) har vist at begge disse metodene er gjennomførbare.
Laboratoriet bemerket at den tradisjonelle metoden for høy temperaturvekst fra en smelte (> 2000 ° C) fra enkrystallspinel er vanskelig å lage et ark med dimensjoner på mer enn noen få millimeter. I prosessen med å løse dette problemet bestemte NRL at den dårlige kvaliteten på kommersiell spinellkeramikk skyldes ujevn blanding av sintringsadditivet (litiumfluorid) med spinelpulveret, noe som fører til porøsitet og fastklemming (rester i sluttproduktet) av dette sintringsadditivet. Forskere ved NRL har utviklet en patentert prosess for jevn belegg av hver partikkel spinellpulver med et sintringsadditiv, som gjør at additivet kan fjernes under varmpressingsprosessen ved en temperatur på ca 1600 ° C. I følge NRL tillater dette produksjon av fullt komprimert, jevnt gjennomsiktig spinellkeramikk med høye optiske egenskaper, mens prosessen er skalerbar og muliggjør produksjon av store vinduer.
Designet for tøffe miljøer
Transparent spinellkeramikk brukes også i andre forsvarsprogrammer. Blant dem er lasere med høy effekt som utvikles for styrte energivåpen. Fra et optisk synspunkt er et av de mest problematiske stedene utgangslinsen (vindu), siden glass for slike systemer ikke har tilstrekkelig gode termiske, optiske og mekaniske egenskaper. Årsaken er at glassvinduer har en veldig lav varmeledningsevne som fører til termisk sjokk. Glassets lave styrke gjør det også vanskelig å bruke i aggressive miljøer, ifølge NRL -forskere. På den annen side tillater spinellens overlegne styrke at den kan brukes i tøffe miljøer, og den høye styrken gir mulighet for tynnere vinduer, noe som reduserer vekten. NRL har utviklet en ultrarent spinellpulverteknologi som har blitt brukt til å lage spinellkeramikk med et rekordlavt absorpsjonstap på 6 ppm (parts per million) / cm ved en bølgelengde på 1,06 μm.
Spinelkeramikk av høy optisk kvalitet brukes også til å lage holdbare varmetransparente radomer for infrarøde missiler. Ifølge åpne kilder er eksisterende materialer, for eksempel krystallinsk silisium, skjøre og gir ikke overføring av synlig lys. Et annet materiale, safir (a-Al2O3) har begrenset overføring ved en bølgelengde på 5 um. Safir er ekstremt motstandsdyktig mot mekanisk skade, siden den har en bemerkelsesverdig hardhet (9 på Mohs -skalaen); det er det vanskeligste materialet etter diamant og silisiumkarbid (a-SiC). Men spinel overfører perfekt synlig lys og har en bedre transmittans sammenlignet med safir i en lengde på 5 mikron. I et forsøk på å demonstrere den praktiske anvendeligheten av spinel, forandret forskere ved NRL varmpressingsprosessen og fremstilte fairings av dette materialet.
Tilgjengeligheten av spinellkeramikk med høye optiske egenskaper vil også tillate produksjon av lette blastskjerm og beskyttelsesbriller for personlig beskyttelse mot IED, samt konforme vinduer for overvåkingssystemer. Forskning i 2013 viste at spinel av magnesiumaluminiumoksyd er en utmerket kandidat for ytre herdede gjennomsiktige rustningslag. Forskere som systematisk har undersøkt fragmenteringen av tre typer spinellkeramikk har vist at fragmenteringsmodusen er en av de viktigste parameterne som påvirker keramikkens ballistiske motstand.
