Новые материалы в бронировании машин

Боевые машины прочны лишь настолько, насколько прочны материалы, из которых они изготовлены. Современные процессы производства приводят к некоторым интересным разработкам в технологиях бронирования.

В современных боевых действиях военные бронемашины стоят перед множеством баллистических угроз, поэтому производители систем броневой защиты обратили свой взор на различные материалы и их сочетания с целью получения определенных уровней защиты без неприемлемого повышения общей массы.

Здесь можно было бы вынести простое решение о том, чтобы в легких и средних машинах сталь заменить керамикой, алюминием и армированными волокнами пластмассами, но реальность более сложная вещь и инновационные решения с применением броневой стали до сих пор остаются релевантными и конкурентоспособными с альтернативными материалами. Еще более усложняет положение дел нанотехнологии все в больших масштабах внедряющиеся в процессы создания брони, а прозрачная керамика с превосходными характеристиками обещает значительное снижение массы по цене бронированного стекла.

Применение наноброни на машине подобной БТР Boxer 8×8 может снизить общую массу примерно на полторы тонны

Шведский производитель стали, компания SSAB, вполовину уменьшил толщину своей плиты Armox для данного уровня защиты за последние двадцать лет. В 1990 году необходимо было 9 мм Armox 500T для останова 5,56-мм пули M193/SS-92 летящей на скорости 937 м/с. К 2000 году эту же пулю останавливала Armox 600T толщиной 6 мм, и в 2010 году для этого требовалось уже всего 4,5 мм брони Armox Advance. Как отмечают в компании, это соответствует снижению массы вдвое.

В компании SSAB заявляют, что сталь Armox Advance достаточно прочна, чтобы поспорить с керамическими плитками, но при этом имеет высокую ударную вязкость и выдерживает множественные попадания, также она отличается относительно простым процессом производства.

Продвижение вперед

Компании, создающие высокопрочные стали сложных форм, имеют на рынке преимущество. Одним из поставщиков таких сталей является британская компания MTL Group. Руководитель оборонных программ Саймон Херст на выставке Eurosatory в Париже в июне 2012 года сообщил, что компания имеет все возможности для холодной штамповки компонентов из сплава Armox 600 в штампах заказчика.

«У нас есть самый большой в мире роботизированный пресс, чрезвычайно быстрый и чрезвычайно точный. Инвестирование в подобное оборудование дало нам конкурентное преимущество. Это позволяет изготавливать детали в четыре раза быстрее, чем обычно, и что более важно, точность этой машины просто непревзойденная».

Совсем недавно эта технология наглядно продемонстрировала свои преимущества на примере взрывоустойчивого днища для южноафриканской бронированной машины 8х8. Штампованный на заводе компании MTL одним куском лист оказался более точным и прочным по сравнению со сборкой, сваренной из нескольких листов. Новый штампованный лист успешно прошел взрывной тест, который его предшественник не смог пройти.

В компании недавно научились сгибать свою перфорированную стальную броню IMPAS, несмотря на ее твердость, превышающую число 600 по Бринелю. «Защитный механизм перфорированной брони заключается в отклонении от нормали пули или разрушении ее оболочки», — пояснил Херст — «Мы хотим прийти к тому, чтобы ее вес был близок весу керамики или композитов, но при этом она была более конкурентной по стоимости и с лучшими многоударными характеристиками».

Алюминиевый сплав alustar

Сочетая низкую массу, превосходные баллистические и противовзрывные характеристики и коррозийную устойчивость, алюминиевый сплав Alustar AA5059 от компании Aleris находит новое применение в конструкциях дверей и днищ бронированных машин.

«Где алюминий имеет преимущество, так это в машинах легкого и среднего класса. Это усиление бронирования или изменение конструкции для того, чтобы справиться с угрозой СВУ», — заявил менеджер по прокатным изделиям в компании Aleris Aluminium UK Стив Роджерс.

«Это то направление, в котором многие военные ищут решения с меньшей массой для того, чтобы улучшить мобильность своих машин. Мы также видим перспективы в таких конструктивных элементах как, например, цельноштампованные фрезерованные двери, и мы полагаем, что они могли бы в равной степени применяться в военных машинах легкого и среднего класса».

На выставке Eurosatory компания показала типичную дверь бронированной машины выштампованную из цельного листа Alustar AA 5059. Дверь была выштампована по заданной форме, затем на компьютеризированном фрезерном станке убран лишний материал. На этом станке могут обрабатываться одновременно места крепления и такие элементы, как например, дверные ручки и противоосколочный подбой.

«Другим преимуществом является то, что когда вы сравниваете изделие из этого сплава с аналогичным стальным изделием, даже с учетом того, что стальная деталь может быть тоньше в своем сварном виде, при одинаковой массе она обеспечит действительно лучший уровень защиты по сравнению со стальным изделием. Это означает, что вы можете существенно «облегчить» машины, на которых применяется эти технологии».

«Также, поглощая часть энергии взрыва за счет своей «пружинистости» взад и вперед, алюминиевая дверь меньше отражает эту энергию в направлении сидящего по сравнению с аналогичным стальным компонентом», — сказал Роджер.

Нано нано

Преимущества цельных конструктивных деталей демонстрировались на выставке Eurosatory компанией IBD Deisenroth Engineering, которая показала несколько новейших применений своей нанокомпозитной усиленной полимерной брони FlexiComp, включая колесную арку для машины Nexter VAB 4х4. Компания также показала большую панель для защиты от СВУ и набор люков из этого материала.

«Огромное преимущество состоит в том, что у вас есть однородная деталь без сварных швов или мест креплений в самой структуре, то есть без слабых мест», — сказал Михаэль Руст, руководитель стратегического развития в IBD Deisenroth. «И, второе. Вы экономите массу, по сравнению со стальной конструкцией вы экономите, по меньшей мере, 50%».

Компания IBD Deisenroth много инвестировала в нанотехнологии, она применяет их в керамике и стали, также для создания усиленных полимерных композитов. Наноматериалы определяются размерами частиц субмикронного размера, что очень сильно влияет на их базовые конструктивные свойства.
«Очутившись в мире столь малых размеров, итоговый материал получает много лучшие баллистические характеристики так, что необходимо меньше материала, чтобы достичь заданного уровня защиты», сообщил Руст. «Во-вторых, мы можем сформировать его любой формы. А это означает, что мы сможем даже изготавливать броню как интегральную составляющую машины».

В одном из примеров комбинированного применения, данном в печатных материалах компании, показан автомобиль 4×4 с устойчивой к СВУ панелью кузова из FlexiComp, дверями пассажира и водителя из нанокерамики и элементами из нанометрической стали для грузового/пассажирского отделения. Компания также предлагает комплект противоминной защиты, устанавливающийся внутри машины в качестве внутреннего пола, который также усиливает корпус.

Также господин Руст сообщил, что изготовление типичной бронированной машины 8×8 с наноброней может сэкономить примерно 1,5 тонны общей массы.

Компания IBD Deisenroth продвигает прозрачную керамику в качестве легкой замены традиционному бронированному стеклу (При одном и том же уровне защиты стекло слева весит 56 кг/м², а стандартное бронированное стекло справа 200 кг/м²)

Активная защита

Компания IBD Deisenroth также раскрыла технические подробности новой активной системы противоминной защиты. Система была разработана с использованием опыта применения систем непосредственного поражения атакующих средств и состоит из сети датчиков, которая определяет передний фронт взрывной волны и примерно в течение 100 миллисекунд активирует контрвзрыв, значительно снижающий ускорение вверх машины. Эта система устанавливается в виде панелей под полом.

В этой новой области компания IBD будет конкурировать с нидерландской TenCate и ее активной системой противовзрывной защиты ABDS, которую компания надеется интегрировать в основные американские программы, включая Ground Combat Vehicle и Joint Light Tactical Vehicle.

«Хотя конечно эти новые программы не скоро еще станут серийными платформами, тем не менее, системы защиты от СВУ от компании TenCate являются важным дополнением к существующей пассивной баллистической защите, которую мы предлагаем для производителей комплектующих для бронированных машин», — сказал Марк Эдвардс, президент компании TenCate Advanced Armor North America.

«Эти платформы помогут перенести наши решения по повышению живучести на театр военных действий. В ближайшее время будет изготовлено несколько начальных партий, перед тем как эти платформы придут на рынок».

В настоящее время на последнем этапе испытаний компания сотрудничает с североамериканскими и европейскими основными подрядчиками и правительственными организациями; система успешно прошла взрывные испытания на 15-тонном БТР с плоским днищем, на котором была установлена система противовзрывной защиты ABDS.

Израильская компания FMS Enterprises Migun недавно объявила о том, что ее композитная броня из полиэтиленовых волокон со сверхвысокой молекулярной массой Famostone-3 останавливает 5,56-мм пули SS-109 в панелях плотностью 25 кг/м². Материал используется как в транспортных средствах, так и в бронежилетах.

Гибкий друг

Среди изделий компании Plasan Sasa по бронированию машин выделяется новая мягкая защита Ultra Flex Fence (UFF) — система защиты от РПГ на основе тканого материала, напоминающая набитый мат. По словам директора по маркетингу Карена Марко система предотвращает детонацию атакующей боевой головки. В компании заявляют о многоударных характеристиках для UFF. Она выдерживает до четырех попаданий на один квадратный метр; защитные маты из семейства Flex Fence весят в диапазоне 8–10 кг/м².

Панели Ultra Flex Fence, установленные на автомобиль Sandcat 2

UFF представляет собой третье поколение этой технологии, опытные работы Plasan были сосредоточены на снижении массы и лучшей долговечности при сохранении остальных характеристик. «Перед командой разработчиков стояли трудные задачи. Мы изготовили у себя множество систем с целью разработки и подтверждения технологии. У нас есть свой собственный тестовый полигон, на котором мы испытали более 160 реальных боеголовок».
Разработка также сосредоточена на простоте и скорости установки, на общем удобстве для пользователя и эксплуатационной надежности.

«Мы используем то, что мы называем антивандальным слоем – против износа, порезов, топоров, ножей, коктейлей Молотова – мы понимаем, куда двигаться», — пояснил Марко. «Так, система тестировалась месяцами в действительно тяжелых условиях, против твердых препятствий, бетонных стен, столбов, в пыли, песке и воде, где бы в ней не нуждались, она должна быть как можно более устойчивой».

Не только UFF легче по сравнению с решетчатой или сетчатой броней, вес системы Plasan Slat Fence составляет около 16 кг/м², он сохраняет силуэт машины и выглядит намного менее агрессивно.

Все эти разработки показывают, что нет единого решения для всех и что комплекты защиты с заданными свойствами – это путь вперед.

Искусство стекольных дел мастеров

Защита людей в машине от пуль, осколков и взрывов это двойная проблема для материалов которые также должны быть прозрачными, особенно когда во внимание необходимо принимать снижение массы, многоударные характеристики, устойчивость, широкие диапазоны температур и влажности и, что немаловажно, урезанные бюджеты.

Самые прочные прозрачные системы для машин изготавливаются из множества слоев полированного стекла и полимера, например слоистого поликарбоната. «В них используется такое количество слоев стекла, какое необходимо для останова пули, а поликарбонат на внутренней поверхности исключает образование осколков», — сообщил Марк Хэнкок, директор экспортных продаж в итальянской компании Isoclima, изготовителя бронестекла Omniarmor. Эта базовая формула долгое время оставалась неизменной.

Все в большей степени компания предлагает модули в виде вставленных в рамку стекол, которые болтами вкручиваются в отверстия корпуса, что снижает время замены в полевых условиях. В такие модули часто интегрируются системы обогрева или даже металлическая сетка, вклеенная в стекло, которая создает подобие экранированной защиты ветроники от излучения глушителей СВУ.

Новым продуктом от компании Isoclima на выставке Eurosatory 2012 стал откидываемый прозрачный щиток для защиты бронированного стекла от износа. «Стандартные стекла в процессе эксплуатации, даже если они будут выдерживать баллистические атаки, все же остаются стеклом. Они подвергаются эрозии или разбиваются камнями», — сказал Хэнкок. «Даже треснутое бронированное стекло все же сможет защитить экипаж, пока мы сохраняем массу материала, трещина не должна стать большой проблемой».

Новейший прозрачный материал от компании IBD Deisenroth из семейства AMAP-T стал объектом баллистических испытаний, которые были показаны впрямую по видеоканалу на стенде компании. «С нашей новой прозрачной керамикой мы демонстрируем здесь, что мы можем уменьшить массу примерно на 70%», — сообщил Михаэль Руст. «Стандартная защита Уровня 3 весит около 200 кг/м², тогда как с новой технологией мы сможем получить примерно 56 кг/м²».

Схожие заявления сделала американская компания Surmet по своему новому прозрачному керамическому материалу ALON. Он состоит из алюминия, кислорода и азота и формуется в стеклянные панели под высоким давлением, которые затем прокаливаются в печи. ALON имеет в два раза лучшие показатели по поверхностной плотности и толщине по сравнению с бронированным стеклом, заявили в компании Surmet, которая в мае 2012 года объявила о расширении своих производственных возможностей с целью удовлетворения растущих потребностей.

«Эти потребности хорошо согласуются с нашим нынешним увеличением производства порошка ALON и изготовлением заготовок», — сказал директор по бронированным изделиям в компании Surmet Удай Кашаликар.

/Alex Alexeev, topwar.ru/