Fotoğraftaki M1117 ASV gibi modern AFV'ler, genellikle çelik ve alüminyumdan yapılmış ana yapısal zırh ve ayrıca çeşitli alaşımlardan, seramiklerden, kompozitlerden veya bunların bir kombinasyonundan yapılmış ek koruma bileşenleriyle korunur.
Amerika Birleşik Devletleri ve stratejik ortakları için, mevcut ve öngörülen taktik taahhütleri karşılamak için gelişmiş savunma ve zırh yeteneklerine duyulan ihtiyaç açıktır. Afganistan'da hâlâ mantıklı bir sonuca varmak için çabalayan ABD liderliğindeki çok uluslu misyon, birliklerini koruma misyonları ve gereksinimleri ve savunma sistemleri geliştirmeye yönelik yeni girişimler için stratejiler konusunda Irak'ta öğrenilen derslerden yararlanacak
Savunma ve Rezervasyon Sistemi (SPB) (Yapısal Savunma için başka bir terim) stratejik bir araçtır çünkü kritik sistemler ve kaynaklar üzerinde gözle görülür bir etkisi vardır ve ayrıca savaşçı üzerinde doğrudan bir etkisi vardır. Bu esas olarak, sabit pozisyonlara ve çevre güvenliğine, ayrıca sökülmüş birliklere ve devriye araçlarına yönelik tehditlerin özellikle akut olduğu asimetrik operasyonel ortamlar için geçerlidir. Bu çatışmalar hızla gelişirken, etkili savunma çözümleriyle birlikte elektronik uyarı sistemlerinin mevcudiyeti, genellikle orduya hayatta kalmalarına, karşı saldırıya ve hakimiyet kurmalarına izin vererek belirleyici bir avantaj sağlayabilir. Tersine, güçlerini savunmak için uygun veya etkili bir altyapının olmaması, hem savaşçıları hem de savaşçı olmayanları pusu taktiklerine karşı savunmasız bırakabilir ve bu, bölgesel savaş alanlarındaki modern harekâtların ayık olmasına rağmen önemli derslerinden biridir.
Anahtar yönler
Yapısal zırh, balistik saldırılara dayanıklı ve sabit, taşınabilir veya mobil taşıma sistemlerine ve kişisel balistik koruma çözümlerine entegre edilebilen bu tür stratejik malzemeleri ifade eder. SZB üretiminde çelik ve alüminyum veya betonarme gibi geleneksel malzemelerin yanı sıra nanomalzemeler ve seramik kompozitler gibi gelişmiş malzemeler kullanılabilir. Yapısal zırh uygulamalarının bazı örnekleri, gözetleme kuleleri, birlik veya güvenlik kamyonları, araç koruma sistemleri ve savaşçı kişisel koruma gibi kalıcı ve geçici yapıların imalatını içerir. İkincisi, giyilebilir kalkanlar veya kontrol noktası koruma sistemleri ve taşınabilir zırhlı muharebe pozisyonları içerebilir.
Bir dış iskelet konsepti oluşturmak için üç girişim: BLEEX, Raytheon SARCOS ve Lockheed Martin HULC projeleri
Sonuç olarak, Koruma ve Rezervasyon Sistemleri (SPB), muharebe ve diğer yüksek riskli ortamlarda taktik ve stratejik beka kabiliyetini arttırmada çok yardımcı olabilir. Güçlerini korumak için programlarda önemli bir faktördür. Ayrıca, kentsel ortamlardaki görevler ve isyan bastırma operasyonları sırasında yol kenarındaki mayınlar ve RPG'ler gibi birçok asimetrik saldırı türüne karşı koymak için de temel oluştururlar. Hafif kompozitlerden ve diğer gelişmiş ve egzotik malzemelerden oluşturulabildikleri için, araçların yer tabanlı radarlardan daha fazla maskeleme malzemesi ile kaplanması gibi korumalı altyapılar için imza yönetimi alanında da faydalı olabilirler. Aslında, SZB'nin uygulamalarının - yapılabileceği malzemeler gibi - çok çeşitli olduğunu söyleyebiliriz.
SZB'nin oluşturulduğu malzemelerin bazıları egzotik ve yeni malzemeler, yani geleneksel malzemelerin özelliklerine ek olarak yeni özelliklere sahip olanlar olarak sınıflandırılabilir. Örneğin, nanotüpler ve nanofiberler gibi nanomalzemeler ve gelişmiş kompozit malzemeler zırh performansını iyileştirebilir. Daha önce muharebe saldırıları için düşük derecede savunmaya sahip olduğu düşünülen, muharebe dışı şüpheli alanlardaki yapılar artık SZB uygulama planlarına dahil edilmiştir. Örneğin, 2012 Ulusal Savunma Yetkilendirme Yasası, Amerika Birleşik Devletleri ve NATO ülkelerinde askeri inşaat, mevcut altyapının oluşturulması ve modernizasyonunda askeri bina projelerinde artan güvenlik standartları sağlar. Özel sektör inşaatında, yapısal koruma aynı zamanda gürültüyü azaltma ve ısı yalıtımını artırma yeteneğine sahip olduğundan, yeni inşaat projeleri ve mevcut binaların yenilenmesi için SOC gereksinimleri de güvenlik, ergonomik ve çevresel hususlar nedeniyle artmaktadır. Bununla birlikte, savaşçıların korunmasına ilişkin gereksinimler, askeri planlamacılar için en büyük endişelerden biri olmaya devam etmektedir.
Birleşik Devletler Mühendisler Birliği (USACE), ABD hükümetinin hem küresel hem de yerel olarak askeri, sivil ve ulusal güvenlik altyapısı oluşturma programlarından sorumludur. Belki de USACE tarafından inşa edilen en ünlü proje olan Pentagon, SIS programlarının önemini ve bunların devam eden operasyonlar, ulusal güvenlik ve birlik koruma misyonları ile olan ilişkisini hatırlatmaktadır. İnşaat 1941 yılında tamamlanmış, savaş sırasında stratejik hammadde sıkıntısı nedeniyle az miktarda metal kullanılmış, Pentagon neredeyse tamamen betonarme olarak inşa edilmiştir. Amerikan İnşaat Mühendisleri Derneği'nin 11 Eylül'den hemen sonra binanın durumuyla ilgili araştırmasının sonucunda, Pentagon'un orijinal tasarım ve inşasının unsurlarının jet uçağının saldırısı sırasında dayanıklılığına katkıda bulunduğu söylendi. sınırlı fiziksel yıkım ve can kaybı. Grubun raporunda bütünlük, artıklık ve enerji emiliminin tasarım özellikleri vurgulandı. Bu tür unsurların "gelecekte binaların ve ilerici yıkıma karşı direncin çok önemli olduğu düşünülen diğer yapıların tasarımlarına dahil edilmesi gerektiğini" söyledi.
Benzer olmasa da, özellikler ve gereksinimler, yurtiçinde ve yurtdışında, büyük ve küçük, sabit ve hareketli hükümet yapıları için geçerlidir ve gerçekçi olarak beklenen tehditlere karşı koruma sağlamak için yerleşik yapısal unsurlar olarak balistik saldırı direnci gibi güvenlik geliştirmelerini içermelidir. Sonuç olarak, SZB'ler tüm askeri ve sivil çabalarda kilit öneme sahiptir ve gelecekte yaygınlaşması muhtemeldir.
Koruma oluşturmak için temel kurallar
Monolitik sistemler
Ne kadar güçlü olursa, o kadar iyi, "yeterli" güç mermiyi yok eder
Ne kadar sağlam olursa o kadar iyi, "yeterli" tokluk çatlamaya karşı dirençlidir
ne kadar kalın o kadar iyi
ne kadar zorsa o kadar iyi
Bir kalın plaka, iki ince katmanlı plakadan daha iyidir
Eğim (buluşma açısı) ne kadar fazlaysa o kadar iyi
Çok malzemeli sistemler (hibrit)
Daha sıkı her zaman daha iyi değildir, ancak genellikle sert bir kaplama mevcuttur
Sertlik her zaman daha iyi değildir, ancak genellikle sağlam bir temel vardır
Daha kalın her zaman daha iyi değildir
Daha zor her zaman daha iyi değildir
İki ince tabak, bir kalın tabaktan daha iyi olabilir
Daha fazla eğim her zaman daha iyi değildir
Uyarlanabilir avantajlar
Geleneksel zırh malzemeleri, yeni güvenlik zorlukları karşısında sınırlamalar gösterirken, kompozitler ve nanomalzemeler de dahil olmak üzere gelişmiş malzemeler, eski sistemlere göre önemli avantajlar göstererek askerin aşırı koşullarda bile hayatta kalmasını artırdı.
Mevcut savunma sistemlerinin eksiklikleri belki de Soğuk Savaş'ın miraslarından biri olabilir. O zamanın askeri doktrinleri, yerleşim alanlarındaki askeri operasyonlara (İngilizce terim MOBA - Yerleşim Alanları için Hareketlilik Operasyonları) veya kentsel koşullarda askeri operasyonlara (İngilizce terim MOUT - Kentsel Arazide Askeri Operasyonlar) odaklanmadı. Aynı şekilde, Körfez Savaşı'ndan sonra ortaya çıkan doktrinler, sınırlı bir zaman çerçevesi ile şok ve huşu senaryolarında konuşlandırılabilir yüksek teknoloji, yüksek hassasiyetli yeteneklere dayanıyordu. Bu, elbette, çatışmanın ilk aşamalarında yüksek teknolojili saldırı sistemleri ve taktiklerinin birincil öneme sahip olduğu ve operasyonel hızı uzun bir süre boyunca koruma ihtiyacının kritik hale geldiği Irak'ta olmadı.
SZB'ler, MOUT kampanyaları bağlamında meydana gelenler de dahil olmak üzere, tiyatro veya bölgesel düzeyde uzun vadeli operasyonlarda yer alan kuvvetlere avantajlar sağlar. Bu faydaların birçoğu, örneğin, yüksek risk varlığında silahların ve değerli nesnelerin korunmasında açıktır, bazıları ise daha az belirgindir. Bunlar, çevresel ve ergonomik güvenlik sorunlarını ve muharebe elektroniğinin ve diğer kritik bilgi altyapısının potansiyel olarak zarar verici asimetrik etkilerden korunmasını, sızdırmazlığını ve sertleştirilmesini içerebilir. Bununla birlikte, bir dizi teknoloji olarak SZB, tüm savunma teknolojisi alanından geçenlerden bile daha geniş bir anlama sahip olacaktır. Bunun nedeni, yapısal zırhın, diğer savunma uygulamalarını ve askeri teçhizat kategorilerini, görevleri ve ulusal güvenlik uygulamalarını etkileyen, ordunun tüm dalları için ortak bir teknoloji sektörü olmasıdır.
Yukarıdakiler genişletilebilir. SZB, nükleer ve stratejik tesislerin (tüm savaş koşullarında sabit, yarı ve tam mobil sistemlere uygunluğu nedeniyle), savaşçı olmayan yerleşim alanlarındaki askeri ve sivil sektörlerin korunmasına ilişkin gereksinimlere dahil edilmelidir (çünkü binalar, terörizme ve kasırgalar ve depremler gibi doğal afetlere karşı dayanıklılığı artıran güvenlik önlemleri ve yeni inşaat yöntemlerinden, birliklerin dönüştürülmesi, elektronik ve veri işleme ile mücadele için modernizasyon ve girişimlerden (elektronik altyapının korumasını geliştirme yeteneği nedeniyle) yararlanacaktır.) ve savaş araçları (hareketli personel için güvenilir balistik koruma oluşturma yetenekleri nedeniyle).
Tipik bir şeffaf zırhlı sandviç panelin yapısı
Çoğu kurşun geçirmez cam üreticisi tarafından kullanılan cam yapı: dış katman olarak ilk cam, ortada birkaç kat cam ve polivinil butiral, daha sonra poliüretan ve son olarak polikarbonat. Bu yöntemin avantajı, polikarbonatın daha sert cam yüzeyler tarafından oluşturulan kalıntıları genişletme ve "yakalama" kabiliyetinde yatmaktadır. Bu genişleme iki inçten fazla mümkündür.
NWB'ler ayrıca bütçe reformu girişimleriyle uyumludur. Bunun nedeni, bu teknoloji alanındaki bazı uygulamaların, mevcut tesislerin ve sistemlerin düşük maliyetle modernizasyonuna ve yenilenmesine ve tamamen yeni bir altyapının oluşturulmasına izin vermesidir; bu da, genel modernizasyon programlarının diğer bileşenleri için istikrarlı bir bütçenin faydalarına izin verir. ve girişimler. Örneğin, ABD Savunma Bakanlığı'nın 2010 bütçesi askeri kalkınma programları için 1.4 milyar dolar, asker koruma girişimleri için 15.2 milyar dolar (askeri istihbarat harcamalarından sonra en büyük tek talep) ve IED'lerle (doğaçlama patlayıcı cihazlar) mücadele için 1.5 milyar dolar tahsis etti. SPB'ler bu savunma sektörlerinde maliyet verimliliğini artırabilir. Sonuç olarak, VIP'leri korumak ve kritik durumlarda yer alan personeli korumak için, ulusal ve uluslararası güvenlik ve elçilikler ve diğer uzun vadeli mühendislik projeleri gibi terörle mücadele programlarının geliştirilmesi için potansiyel olarak büyük ödemeleri olan bir teknolojidir.
SZB'leri benimsemenin ve onları askeri programların geliştirilmesine entegre etmenin diğer avantajları arasında, malzemelerin kendilerinin ve bunların ileri üretim yöntemlerinin ve müteakip işleme ve iyileştirme yöntemlerinin, aşağıdakiler de dahil olmak üzere egzotik ve gelişmiş malzemeler alanında geliştirme için ortak bir temel platformu paylaşması gerçeği yer alır. nanomalzemeler. Kendileri koruma sisteminin bir parçası haline gelen gömülü sensör matrisi ve biyometri gibi ek yetenekler sağlamak için SZB'ye yerleştirilebilirler. Çeşitli uygulamalarda kullanım için benzersiz bir dizi özellik kullanan SSS'yi yapısal koruma, üretim ve tasarım ve kullanım için geliştirmek için bir dizi küresel girişim devam etmektedir.
Ceramtec'ten Piezoelektrik bileşenler
Amerika Birleşik Devletleri'nde, Savunma Bakanlığı ve özel sektör endüstrisinin merkezlerinde ve hizmetlerinde SZB ve ilgili süreçler için malzemeler geliştirilmektedir. Devam eden Ar-Ge'nin en önemli merkezleri arasında, silah ve malzeme araştırma departmanı gelecek vaat eden bir kamyon, silah sistemi ve geleceğin aracı için programlarda koruma girişimlerinde bulunan ARL askeri araştırma laboratuvarını belirtmekte fayda var. Delaware Üniversitesi Kompozit Malzemeler Merkezi ayrıca gelişmiş koruyucu malzemeler üzerinde DOD tarafından finanse edilen araştırmalar yürütmektedir ve diğer SZB geliştirme merkezleri vurgulanacaktır.
Gelişmiş nanomalzemeler
Yapısal koruma, genişletilmiş bir dizi gelişmiş tasarım, imalat ve kalıplama teknikleri kullanılarak çeşitli malzemelerden yapılabilir. Malzeme geliştirme hızı, stratejik zorluklar tarafından yönlendirilen savunma teknolojisi ve uygulamalı bilimdeki en hızlılardan biridir. Bu, yeni malzemelerin keşfi için olduğu kadar, kuvvetlerinin savunmasında dönüşümsel gelişime uygun, savunma açısından değerli mevcut ürünlerin kullanımının sürekli olarak iyileştirilmesi için de geçerlidir.
Nanomalzemeler, bu uygulama sektöründeki geliştirme programlarında yaygın bir kullanım bulmuştur ve devrim niteliğindeki birçok fabrikasyon süreci geliştirme aşamasındadır veya endüstriyel üretime girmiştir. Gelişmiş malzeme geliştirmenin ön saflarında yer alan grafen, ilk olarak 2004'te keşfedildi ve olağandışı özellikleri onu yapısal korumanın potansiyel kullanımı da dahil olmak üzere bir dizi uygulama için umut verici kılan bir grafit homologu. Grafen, sadece bir atom kalınlığında bir grafit tabakasıdır ve bu nedenle bugüne kadar keşfedilen en ince malzemedir. Çelikten yaklaşık iki yüz kat daha güçlü olması nedeniyle, grafen aynı zamanda laboratuvarda şimdiye kadar üretilmiş en dayanıklı malzemelerden biridir. Grafen ayrıca, yarı iletken mikroişlemcilerde devrim niteliğindeki uygulamaları müjdeleyen olağandışı elektriksel iletkenlik özelliklerine sahiptir. Bu, grafeni birkaç önemli teknoloji alanında büyük potansiyele sahip bir malzeme yapar. Bununla birlikte, tüm bunlar umut verici olsa da, bu çok yeni malzeme üzerinde uygulamalı araştırma eksikliği, yüksek karlılığı korurken endüstriyel miktarlarda üretmenin zorlukları nedeniyle askeri programların geliştirilmesi için grafenin kullanımı hala gelecekte kalmaktadır.("İki boyutlu malzeme - grafen ile gelişmiş deneyler" için A. K. Geim ve K. S. Novoselov, 2010 Nobel Fizik Ödülü'ne layık görüldü.
M2 / M3 BRADLEY BMP, 7039-T64 (üst yarı) ve 5083-H131 (alt yarı) alüminyum alaşımlı zırh kullanır. Bununla birlikte, Irak'taki savaş deneyimi, çok katmanlı çelikten yapılmış ek bir zırh katmanı ve fotoğrafta gördüğümüz pasif (bileşimsel) ve reaktif zırh unsurları nedeniyle korumanın artmasına neden oldu.
Bununla birlikte, karbon nanotüpler (CNT'ler) araştırma ve geliştirme girişimleri alanında çok daha iyi bilinmektedir ve yalnızca askeri alanda değil, aynı zamanda ulusal güvenlik ve kanun yaptırımı alanında da çok sayıda pratik uygulama bulmuştur. Uzun karbon nanotüplerden gelişmiş zırh malzemeleri, levhalar, lifler, levhalar ve kalıplanmış şekiller dahil olmak üzere çeşitli şekil ve yapılarda yapılabilir. Nihai "nano-geliştirilmiş" malzemeler hafiftir ancak son derece dayanıklıdır ve elektrotermal özellikleri üretim sürecinde değiştirilebilir. Kompozit yapılar üretilirken, CNT tabanlı zırh, araçlara ve diğer sabit veya mobil savaş altyapılarına yönelik balistik saldırılara karşı üstün koruma sağlayan esnek, hafif bir çözüm sunar. Natick Labs laboratuvarı ile yapılan mevcut sözleşme kapsamında Nanocomp Technologies, personelin kişisel korunması için CNT'ye dayalı sadece birkaç milimetre kalınlığında kompozit paneller geliştirdi, yakın mesafeden 9 mm'lik bir mermiyi durdurdular.
Kompozit bir malzemeyi delerken hasar
Kompozit malzemeler
Metal alaşımlarına biraz benzer olan kompozit malzemeler, esasen, birbirleri içinde çözünmez olmaları ve elementlerden veya metal fazların karışımından farklı olarak kurucu malzemelerden oluşturulabilmeleri bakımından farklılık gösterir. Bununla birlikte, alaşımlar gibi, kompozitler, şekil veya yapı bakımından önemli ölçüde değişebilen iki veya daha fazla bileşenden oluşturulabilir. Kompozit malzemeler çok çeşitli proseslere göre yapılabilmektedir. Bunlar, laminasyon, sandviçleme, sinterleme, partikül enjeksiyonlu kalıplama, fiber dokuma gibi yeni bağlama teknikleri ve mikro sıkıştırma gibi nano-üretim tekniklerini içerir. Balistik koruma sistemleri olarak üretildiğinde, kompozit yapısal zırh (CSA) olarak sınıflandırılırlar ve metal intermetalik laminatlar (MIL) ve seramik matris kompozitler (CMC) gibi bir dizi yeni malzeme oluştururlar.
Balistik kompozitler tipik olarak, minimum ağırlıkla optimal bir yapı dengesi ve balistik performans sağlamak için birleştirilen kalın duvarlı kompozit, kauçuk ve seramik tabakaların petek yapıları ve laminatları olarak üretilir. Bu laminatlar arasında, araçlar için patlamaya dayanıklı cam yerine kullanılan opak, yarı saydam ve şeffaf zırh kompozitleri bulunmaktadır. Epoksi fiberglas ve fiberglas kompozitler, IED saldırı riskinin çok yüksek olduğu muharebe alanlarındaki araçlar için mükemmel koruma sağlar. Kapalı hücreli alüminyum köpük CCAF (Kapalı Hücre Alüminyum Köpük), yüksek mukavemet, sertlik ile birlikte düşük bir ağırlığa sahiptir, enerjiyi iyi emer, onları oluşturan mikro yapının yapısı nedeniyle üretim özellikleri farklı olabilir. Balistik olduğunda, CCAF önemli doğrusal olmayan deformasyon ve stres dalgası zayıflaması sergiler. Amerikan laboratuvarı ARL tarafından sağlanan bilgilere göre, CCAF içeren kompozit zırh panelleri, 20 mm'lik parçalanma mermilerinin etkisine dayanabilir.
Bu kategorideki balistik kompozitler, kentsel muharebe ortamlarında kullanılan MRAP araçları için balistik kalkan gibi araç patlama koruması için uygundur. Ayrıca top namlusu gibi başka alanlarda da kullanılabilirler. Genellikle, korumalı makinelerin içine ve dışına zemin plakaları, parça koruyucular ve astarlar olarak monte edilen kapak plakaları veya paneller şeklinde yapılırlar. Seramik kompozitler, iyi patlama önleyici ve parçalanma önleyici özelliklere (birçok ikincil parça ve enkaz) sahip yapısal zırh şeklinde yapılabilir. Bu, seramik kompozitleri, özellikle ağır zırhın araç hareketliliği üzerinde olumsuz bir etkiye sahip olması nedeniyle ağırlık kısıtlamaları göz önüne alındığında bir uzlaşma olması gereken MRAP ve diğer küçük ve orta ölçekli savaş araçları için yapısal zırh uygulamaları için çok uygun hale getirir. Ancak, taktik kamyonlar ve zırhlı araçlar (Rhino Runner zırhlı otobüs gibi) dahil olmak üzere daha büyük araçlar, standart metal zırh çözümleriyle entegrasyon için daha iyi adaylardır.
Nanomalzemelerin gelişmiş kompozitlerine dahil edildiğinde, ortaya çıkan nanokompozitler, takviye edilmemiş malzemeler üzerinde ek performans veya koruma seviyeleri veya kütleyi azaltırken aynı seviyelerde sağlayabilir. Plastik polimerler de dahil olmak üzere polimerler ve monomerler, yapısal koruma uygulamaları için gelişmiş kompozit malzemeler olarak kullanılmak üzere de üretilebilir. Nanopartiküllerle implante edilen nanopolimerlerin bir özelliği - dalga boyunun görünür ışığın dalga boyundan (yaklaşık 400 nanometre) daha az olması - bitmiş malzemelerin şeffaf olabileceğini düşündürür. Bu tür polimerize stratejik malzemelerin birkaç türü benzer özelliklere sahip olarak üretilmiştir. Açıkçası, bu özellikler, savaş ve güvenlik araçlarında geleneksel kurşun geçirmez camı değiştirirken veya değiştirirken stratejik olarak değerlidir.
SmartArmour, SmartNano Materials of Piano tarafından üretilen, son kullanıcı spesifikasyonlarına göre şeffaf veya opak olarak temin edilebilen, zırh delici mermilere, patlama dalgasına, mermi parçalarına ve IED'lerde patlamaya dayanabilen çok katmanlı, çok işlevli bir rezervasyon sistemidir. Ancak, Vitreloy zirkonyum ve berilyum metal camı da Amorphous Technologies International tarafından benzer özelliklerde üretilmektedir. ARL'nin RDECOM Ar-Ge Merkezi, polietilen glikol içinde asılı duran katı silika nanopartiküllerin kesme kalınlaştırıcı sıvısına dayalı balistik koruma için sıvı bir zırh geliştirdi; Kevlar ile vücut zırhı üzerinde başarıyla test edilmiştir.
Cihaz işleme, yüksek performanslı yarı iletken işlemcileri zırh elemanlarında birleştirebilen nanoyapılarla yapısal zırh malzemelerinin doygunluğudur. Bu tür "akıllı malzemeler" zırhlı duvarlara yerleştirilebilir, kullanıma bir örnek piezoelektriktir. Bunlar, sallandığında, deforme olduğunda veya sıkıştırıldığında elektrik darbeleri yayan doğal malzemelerdir. Daha önce ticari olarak döner tabla iğnelerinde kullanılan piezoelektrikler, örneğin paneller, modüler elemanlar gibi zırh yapılarına gömülebilir ve termal, titreşim ve şok sensörleri şeklinde yük taşıyan duvarlara monte edilebilir.
ABD Enerji Bakanlığı tarafından finanse edilen ve California Üniversitesi'ndeki Berkeley laboratuvarı tarafından yürütülen bir projede, perovskit kristal yapıya sahip piezoelektrik malzemelere dayalı son teknoloji piezoelektrik malzemeler geliştiriliyor. Ancak, yapısal izleme konusunda uzmanlaşmış Minneapolis merkezli bir savunma firması olan Accellent Technologies, sensörleri paneller ve duvarlar gibi yapısal bileşenlerde birleştiren SMART Layer adlı bir donanım ve yazılım paketi geliştirdi. Şirketin sistemi, tescilli bir aktif tarama yöntemi kullanarak gözlemlenen yapıların bütünlüğündeki değişiklikleri tespit etmek için mikroişlemci tabanlı termal, çekme ve fiber optik sensörler kullanan gömülü çoklu sensörler kullanır. Ceradyne Inc.'in bir bölümü olan Diaform Armor Solutions, güçlendirilmiş yapısal montajların modüler elemanlarını oluşturabilen üç boyutlu yapısal şekilleri hızla üretmek için termoplastik kompozitler kullanarak hafif yapısal zırh çözümleri yarattı.
Kurşun Geçirmez Protech Güvenlik Modülü
IBD Deisenroth Gelişmiş Çok Katmanlı Zırh Konsepti
Balistik zırh matrisi (BAM) standartlarını karşılayan modüler tasarım öğeleri, en önemli özelliklerin artan güvenlik ve balistik saldırılara karşı direnç olduğu yeni tasarımlarda, mevcut yapılara ekleme ve modifikasyonlarda da yaygın olarak kullanılmaktadır. Antibalistik Güvenlik ve Koruma (ASAP), Inc tarafından patenti alınan BAM spesifikasyonu, duvarlar, tavanlar ve zeminler gibi, sert aramid elyaf tabakalarından ve sertleştirilmiş alet çeliğinden (örneğin, Thermasteel) oluşan çok katmanlı zırhlı yapısal elemanları tanımlar., Thermasteel Corporation tarafından üretilmiştir) veya sertleştirilmiş çelik hasır. BAM spesifikasyonları BAM-1, BAM-1A ve BAM-8'i içerir; her biri artan yapısal koruma seviyelerini tanımlar. Zagros İnşaat, şirketin balistik saldırılara ve kuvvet saldırılarına karşı oldukça dayanıklı olduğunu söylediği duvar sistemi ThermalBlast'ı geliştirdi. Kısmen balistik Kevlar'dan oluşan ve ayrıca tavanlara, zeminlere ve diğer ThermaSteel panellere de dahil edilebilen, koruyucu, hafif kurşun geçirmez bir iç duvardan (veya BAM İç Matris) oluşan patentli BAM-8 sistemini kullanır. Şirket, ThermalBlast sistemini elçilikler, hükümetler ve postaneler, askeri tesisler, mühimmat depoları ve diğer kritik tesisler için tavsiye ediyor. US Bullet-proofing, kurşun geçirmez çelik panel yelpazesini, şirketin NIJ Zırh Seviye IV'ü karşıladığını değerlendirdiği tek bir balistik levha çözümü olarak üretmektedir.
SZB malzemeleri, iyi termal aşınma ve kinetik şok direnci özellikleri gerektiren füze silolarının ve fırlatma tüplerinin ve mobil füzesavar fırlatıcılarda taşınan konteynerlerin astarları gibi bazı saldırı sistemlerinde de kullanılmaktadır. Entegre zırh karoları ve gelişmiş kompozit yapılar kullanan Amerikan şirketi V-System Composites tarafından geliştirilen HyperShield sistemi, ucuz, hafif bir kurşun geçirmez rezervasyon çözümüdür ve füze savunması için nakliye araçlarını da içeren NIJ Seviye III koruma seviyesine sahiptir. uçaklar için balistik gereksinimler. Amerikan B-61 gibi gömülü bir nükleer savaş başlığı da yapısal zırh malzemeleri kullanabilirken, Amerikan B-53 bombası gibi sözde "halı bombalamasında" yer patlaması amaçlı nükleer mühimmatlar da zırhlama gerektirecektir. mühimmat gövdesinin şok yüklerinden.
Frontier Performance Polymers, Army Center Natick'in desteğiyle, çığır açan polimer teknolojisini ve gözleri ve yüzü korumak için hafif, şeffaf zırh için yenilikçi bir üretim yöntemini başarıyla geliştirdi.0,16 kg/cm2 baz ağırlığına sahip bu malzeme, askeri miğferlerde kullanılan aramid/fenolik malzemelerle aynı balistik özelliklere sahip olmakla birlikte, maliyeti 10 kat daha azdır.
Geleneksel malzemeler
Ancak koruyucu yapıların üretiminde kullanılan alaşımsız çelik ve betonarme gibi geleneksel malzemeler hiçbir şekilde geçmişin malzemeleri değildir. Özellikle metal alaşımları, kanıtlanmış koruma özellikleri ve üretim ve savunma uygulamaları için mevcut üretim tesisleri nedeniyle tercih edilen malzemeler olmaya devam etmektedir. Bu "sert" zırhlı çözümler sadece balistik çelikler ve stratejik alaşımlar için değil, aynı zamanda iyi balistik özelliklere sahip gelişmiş kompozit malzemeler için de geçerlidir. Bu aynı zamanda, elyaftan veya sıkı dokunmuş ağdan yapılmış veya takviye edilmiş zırh türleri için de geçerlidir. Yapısal zırhlı bir malzeme olarak beton, istenilen özelliklere sahip olup, düşük üretim maliyetine sahip olmakla birlikte yaygın olarak kullanılmaya devam etmektedir.
ABD Deniz Piyadeleri LAV 8x8, devam eden bir modernizasyon programının parçası olarak alüminyum alaşımlı gövdesi üzerine ilave kompozit zırh elemanları alıyor.
AMAP-S IBD Deisenroth'un zırhlı malzemesi, aracın termal izini azaltmada önemli bir destek işlevi görür
Deniz Piyadeleri'nin seferi savaş aracı EFV (Seferi Savaş Aracı), alüminyum, bakır, manganez alaşımı olan 2518-787 zırhını kullanan ilk zırhlı savaş aracıdır. Bu alaşım sert olmasına ve iyi balistik özelliklere sahip olmasına rağmen, geleneksel alın kaynaklarında zayıf balistik tokluğa sahiptir. Bu, üreticiyi, darbe direncini artırmak için alın kaynaklarını ve ana köşe kaynaklarını yapıdan çıkarmaya zorladı, plakadan plakaya artık mekanik olarak bağlanmıştır. Sonunda, bu programla ilgili birçok sorun, bu umut verici projenin kapatılmasına neden oldu.
Alaşımlar, yapısal zırhın yapılabileceği en sert malzemelerden bazılarıdır. Alaşımlar, iki veya daha fazla kimyasal elementin bir kombinasyonudur - metaller (veya metalik ve metalik olmayan elementler), genellikle eritme işlemi sırasında birlikte "erimiş" veya birbiri içinde çözülür. Sonuç, her bir bileşenden ayrı ayrı daha iyi performansa sahip bir malzemedir. Titanyum ve titanyum alaşımları yaygın yapısal zırh elemanlarıdır. Kullanımları, vücudun son derece savunmasız bölgeleri için yüksek derecede koruma sağlayan kişisel rezervasyon sistemlerindeki "travmatik" plakaları içerir. Berilyum-alüminyum alaşımının da birçok durumda başarılı olduğu gösterilmiştir. Bu alaşımın özel gücü ve sertliği, geleneksel titanyum alaşımlarınınkini aşarak daha düşük yapısal ağırlık ve gelişmiş performans sağlar. Zırh çelikleri de yapısal zırh için uygun stratejik malzemelerdir.
Ticari olarak marka adları altında "süper alaşımlar" veya "yüksek performanslı alaşımlar" olarak adlandırılanlar da üretilmiştir. Bunların arasında, ana bileşeni bir geçiş metali - nikel olan yüksek mukavemetli Hastelloy alaşımı; Mükemmel termal genleşme katsayısı ile ödüllendirilen bir kobalt-nikel alaşımı olan Kovar; nikel-bakır-demir alaşımı Monel; ve Inconel nikel-krom alaşımı.
Lazerle sertleştirme, baz metallerin ve alaşımların fonksiyonel özelliklerini geliştiren işleme süreçlerinden biridir. Ek güç ve dayanıklılık için gelişmiş malzemeleri alt yapılarla doyurmak için odaklanmış bir iyon ışını tekniğini kullanan bir işleme süreci olan mikro sıkıştırma dahil olmak üzere başka özellik geliştirme türleri de vardır. Son derece yüksek gerilme mukavemetine sahip metal ve seramik ürünlerle sonuçlanan süperplastik şekillendirme de kullanılır.
ABD Enerji Bakanlığı'nın NETL (Ulusal Enerji Teknolojisi Laboratuvarı) laboratuvarına Tank-Otomotiv ve Silahlanma Komutanlığı (TACOM) ve ARL Askeri Araştırma Laboratuvarı'ndan Amerikan askeri araçları için çelik döküm zırh plakası geliştirme programı yürütmek üzere bir görev verildi, BRADLEY BMP dahil. Üzerinde NETL-TACOM-Lanoxide Corp ve DARPA ortaklaşa bir döküm kapak geliştirdi ve programın bir yan etkisi yama zırhının alınmasıydı. Daha sonra program kapsamında, TACOM ve ana yüklenici General Dynamics ile işbirliği içinde M-1A1 ABRAMS MBT ambarı için bir titanyum zırh plakası (Ti-6Al-4V havacılık alaşımı kullanılarak) geliştirildi. Daha yakın zamanlarda, NETL, nihai malzemenin gücünü artırmak için sinterlenmiş titanyum tozu alaşımları kullanarak yüksek mukavemetli AFV zırhı geliştirdi. Silisyum infiltrasyonundan (SiSiC) ve sinterlenmiş silisyum karbürden (SSiC) yapılan zırh malzemeleri, Alman CeramTec AG şirketinin Amerikan bölümü olan New Jersey'den CeramTec of North America'nın ürünleridir. Bu malzemeler iyi kimyasal termal kararlılık ve tribolojik strese karşı yüksek direnç gösterir (triboloji, yağlayıcıların varlığında makine bileşenlerinin ve mekanizmalarının sürtünmesini ve aşınmasını inceleyen bilimsel bir disiplindir).
Ohio merkezli AT&F Advanced Metals of Orville, titanyum, zirkonyum, niyobyum, nikel alaşımları ve dubleks paslanmaz çelik dahil olmak üzere dayanıklı metallerin ve alaşımların üretimi ve işlenmesinde uzmanlaşmış, sivil ve savunma müşterilerine tedarik eden özel bir şirkettir. Daha da spesifik olan, bu şirketin Çelik Çözümleri ve Nükleer bölümüdür. Aynı zamanda SZB için yüksek mukavemetli düşük alaşımlı çelik, karbon çeliği, çelik bazlı alaşımlara dayalı malzemeler de üretmektedir. Şirket ayrıca, reaktör iç parçaları ve nükleer atık konteynırları da dahil olmak üzere nükleer tesislerin yapısal zırhlanmasıyla da ilgilenmektedir.
Diğer programlar
Diğer SZB programları, konuşlandırılmış kuvvetlerin tüm yelpazesinde ve çok sayıda küresel askeri operasyonda yürütülmektedir. Bu uygulama alanları arasında araçların balistik korunması, bir sistem modernizasyon çalışması olarak asker ve çeşitli asimetrik tehditlere karşı askeri altyapının hayatta kalmasına katkıda bulunulması yer aldığından, acil talepleri ve zorlukları doğrudan iletişim güçlerinin mevcut ve gelecekteki korunmasıyla ilgilidir. bölgesel barışı koruma operasyonlarında sıkça karşılaşılan bir durumdur.
Ön hatlarda ve arkada araçların, askeri ve hükümet tesislerinin ve askeri personel konumlarının gelişmiş zırhlanması, yalnızca konuşlandırılan yeteneklerin mevcudiyetinden faydalanacaktır. Birçok uygulama, IED'lere karşı koruma sağlamak için savaş araçlarına yönelik yeni ek zırh türleri gibi mevcut yetenek ve sistemlerde iyileştirmeler ve yükseltmeler olsa da, diğerleri yenilikçi ve gelecek nesil sistemlerdir.
Alman şirketi IBD Deisenroth Engineering AG, AMAP High-tech Survivability Enhancement System'i üretmektedir. Yüksek mukavemetli alaşımlar ve kompozitler dahil olmak üzere çoklu üretim yöntemleri ve gelişmiş malzemeler kullanan bir dizi yapısal zırh çözümleridir. Bunlar arasında seramik zırh ve parçalanma önleyici astar teknolojisini birleştiren ve modüler elemanlar olarak tedarik edilebilen ve askeri araçların korumasını artırmak için tasarlanmış AMAP-IED de bulunmaktadır. IBD, AMAP-IED'yi yeni nesil bir koruma sistemi olarak adlandırıyor ve onu 155 mm kalibreye kadar top mermisi parçalarının yanı sıra yol kenarındaki mayınlara ve IED'lere karşı koruma olarak sınıflandırıyor. AMAP-T, şirketin üstün şeffaflığa ve aşırı dayanıklılığa sahip olarak tanımladığı, STANAG Seviye 1 ila 4'ü karşılayan, seramik cam kullanılarak yapılan şeffaf bir zırhtır.
Araç çatı koruması, silah için optimize edilmiş malzemeler olan AMAP-R ve AMAP-ADS tarafından sağlanmaktadır, ilki araç çatı zırhına uygun ultra hafif kompozit malzemelerden yapılmıştır. En ilginç zırh çözümü AMAP-S'dir. Balistik koruma ve imza yönetimi için optimize edilmiş olup, görünür, kızılötesi, radar ve akustik spektrumlarda keşif sensörleri tarafından tarandığında askeri araçların imzasını azaltır. Bu malzemeler mevcut makine gövdelerinin tamamlayıcısı olarak kullanılabilir, yani halihazırda hizmette olan yeni modellere veya makinelere monte edilebilirler.
Accellent SMART Layer Sensör Bantları Örnekleri
Amerikan şirketi ProTech'in BAE bölümü, zırhlı kabinler ve koruma kuleleri, mobil güvenlik çitleri ve kule tipi askerler için araca monte koruma sistemleri dahil olmak üzere çeşitli kurşun geçirmez çitler ve zırhlı savaş pozisyonları içeren bir dizi yapısal zırh çözümü sunar. Bu şirketin yapısal zırhı için sabit çözümler, 9 mm - 12,7 mm kalibreli mermilere karşı koruma sağlayabilen bir dizi prefabrik zırhlı savaş pozisyonu AFPS (zırhlı dövüş pozisyonları) ile temsil edilmektedir. ProTech'in diğer AFPS çözümleri, çevre ve kontrol noktası güvenliği için optimize edilmiş taşınabilir zırhlı yapıları, hayati varlık korumasını, güvenlik kulübesi güvenliği ve sınır kontrol noktalarını içerir.
ProTech ayrıca son kullanıcı özelliklerine göre tasarlanabilen modüler sistemler de üretmektedir. EADS tarafından üretilen taşınabilir zırhlı konteynerlere dayanan benzer sistemler, Alman Federal Savunma Tedarik Ajansı ile yapılan bir sözleşme kapsamında KMW ile işbirliği içinde geliştirildi. Ekipman dahil 18 kişiyi barındırabilen TransProtec adlı zırhlı bir konteyner sistemi, kara kuvvetlerini EYP saldırıları, keskin nişancı ateşi, şarapnel, mayın ve kitle imha silahlarından korumak için optimize edilmiştir ve şu anda Danimarka ve Alman ordularında hizmet vermektedir. ikincisi sistem MuConPers (insanları taşımak için evrensel konteyner) olarak adlandırılır.
İsrailli Plasan Sasa'nın bir bölümü olan Plasan North America, yeni MRAP araçlarının korunması için ABD Savunma Bakanlığı ile multi-milyon dolarlık bir sözleşme kapsamında yapısal zırh çözümleri de geliştirdi. Sözleşmeye göre, Plasan, çoğu Afganistan'da ABD'nin TACOM komutanlığı ile bir sözleşme kapsamında çalışan Oshkosh M-ATV makineleri için rezervasyon sistemlerinin tedariği için BAE Systems ile ortak üretim programının ana yüklenicisidir. Ordu. Plasan, askeri ve sivil alanlarda taktik araçların korunması için tamamlayıcı zırhlama sistemleri ve patlama altı koruma sistemleri tasarımında dünya lideridir.
Gelişmiş asker koruma sistemleri, yapısal koruma uygulamaları alanına girer ve mekanik olarak güçlendirilmiş savaş dış iskeletlerini içerir. Bu tür sistemler tam potansiyellerine ulaşırsa, kara muharebe operasyonları üzerinde önemli bir etkiye sahip olmayı vaat ediyorlar. Birkaç büyük DOD ve özel sektör teknoloji geliştirme programı girişimleri şu anda Amerika Birleşik Devletleri'nde açıktır. Bu programlardan biri, asker için altı ana alt sistem içeren tam entegre bir sistem sağlayan Geleceğin Savaşçısı Konseptine göre ABD Ordusu'nun Natick Labs Asker Geliştirme Araştırma Merkezi tarafından yürütülmektedir. NSRDEC (MIT's ISN - Soldier Nanotechnologies) ve Soldier System Integration Lab (SSIL) de bu programlar üzerinde çalışıyor. SSIL'in nihai hedefi, SSIL'in 21. yüzyıl savaş giysisi dediği, yüksek teknoloji yeteneklerini düşük ağırlıkla birleştiren şeyi geliştirmektir..
Berkeley Robotik ve İnsan Mühendisliği Laboratuvarı (BLEEX), iki antropomorfik güçlendirilmiş bacak, bir tahrik sistemi ve üzerinde çeşitli kargoların bulunduğu sırt çantası tipi bir çerçeveden oluşan kendinden tahrikli bir dış iskelet prototipi geliştirdi. Dış iskelet, kullanıcının - veya "pilotun" - operatör tarafından fiziksel güç kullanılmadan normal seyahat aralığı boyunca yokuş yukarı ve aşağı yürümeyi ve koşmayı kolaylaştırırken son derece ağır yükleri taşımasına izin verir.
Raytheon Sarcos girişimi, Salt Lake City'deki Raytheon fabrikasında devam ediyor. Raytheon'un esasen kullanıcının gücünü, dayanıklılığını ve hareketliliğini artıran giyilebilir bir robot olduğunu iddia ettiği bir askerin dış iskeletini geliştirmek için daha iddialı bir çalışmayı temsil ediyor. Sarcos tarafından geliştirilen orijinal deney sistemine dayanan XOS dış iskeleti, şu anda pilotun 200 pound'a kadar yükleri kaldırmasına ve merdiven çıkma ve yokuş çıkma gibi yüksek eforlu görevleri yorulmadan gerçekleştirmesine izin veriyor, ancak şimdi hidrolik olarak tahrik ediliyor. kendisi için sabit bir dış enerji kaynağı. Ayrıca, Lockheed Martin'in herhangi bir zamanda ve herhangi bir arazide 200 librelik yükü taşıyacak şekilde tasarlanmış ve tamamen hidrolik olacak şekilde tasarlanmış ve harici bir güç kaynağı gerektirmeyen HULC dış iskelet programı da tanıtılıyor. HULC sistemi, dış iskeletin pilotun amacını algılamasını ve onunla birlikte hareket etmesini sağlayan sensör arayüzlerine bağlı yerleşik bir mikroişlemci içerir. HULC sistemi son derece modülerdir, ana bileşenlerin hızlı ve verimli bir şekilde sahada değiştirilmesine izin verir ve uzun süreli görevler sırasında pilin çalışmasını sağlamak için tasarımda enerji açısından verimlidir. Bununla birlikte, HULC, BLEEX'in dış iskeleti gibi, bir askerin doğal fiziksel yeteneklerini değiştirmek yerine, daha çok yük taşımak için bir sistem olarak tasarlanmıştır. Şu anda Japon şirketi Cyberdyne of Ibaraki tarafından HAL (Hibrit Yardımcı Uzuv) geliştirilmekte olup, bir kişinin fiziksel gücünü ikiden 10 katına çıkarmak için tasarlanmış genel olarak güçlü bir sistemdir. "Demir Adam" görünümüne rağmen, gelecekteki askeri görevlere uyarlanabilirliği sorgulanmaya devam ediyor.
Daha fazla eylemler
Özetle, SZB için önemli bir görev, genel olarak, geleneksel malzemelerin tümü olmasa da birçoğunun şu anda yeterli düzeyde birlik koruması sağlamadığı balistik saldırılar olmak üzere, düşmanca eylemlere karşı savunmasızlığı azaltmak olarak tanımlanabilir.
Savaş genellikle komutanlara geçmişte bariz görünen sert dersler verir. Günümüzün en zor muharebe derslerinden biri, askeri ve sivil hedeflere yönelik intihar arabası saldırılarını ve ulaşım ve tiyatro personeline yönelik EYP saldırılarını içeren doğaçlama tehditlere karşı zırh korumasının yetersizliğidir. Eski alışkanlıklar, özellikle askeri alışkanlıklar, özellikle zor ölür. Ancak tarihsel olarak, bu alışkanlıklar, Yüz Yıl Savaşı sırasında Fransız süvarilerine karşı İngiliz yaylarına karşı ya da Sovyet tarzı Irak zırhlı araçlarının Körfez'de hassas güdümlü mühimmat ve daha gelişmiş AMT'lerden saldırılara karşı yetersizliği gibi muharebe baskısı altında ortadan kalkma eğilimindedir. Savaş.
Zorluklara hızlı ve uygun karşı önlemlerle yanıt vermek, askeri başarının ve güvenlik istikrarının anahtarıdır. Dolayısıyla, birlik koruması söz konusu olduğunda ciddiye alınırlarsa ve bu dönüşümsel güç yeniden yapılandırma döneminde önemli bir savunma sorunuysa, yapısal koruma ve bu teknolojiyi kullanan SZB, tüm askeri liderler için bir savunma tedariki ve Ar-Ge önceliği haline gelmelidir. Günümüzün askeri ve sivil altyapıya yönelik asimetrik tehditleri ve bölgesel muharebe operasyonlarındaki asimetrik çatışmalar, küresel olarak savunma politikası geliştirme ve sistem tasarımı ve tedarikini etkiliyor. Bu öngörülebilir gelecekte olması gerektiği gibi.
Bu tür zırhlı askeri sistemler, çoğu savaş sisteminin ayrılmaz bir parçası olarak değil, diğer öncelikli çözümlerin tamamlayıcısı olarak görülüyordu. Ama her şey değişiyor. Koruma ve zırh sistemleri, 21. yüzyıl operasyonlarında büyük potansiyeli temsil eder ve yetenekleri artırır. Kullanımları genişleyecek ve çoğu olmasa da her seviyedeki savunma sistemleri için standart haline gelecektir.
