轻质高科技防护材料。 1的一部分
保护材料领域是巨大而迅速发展的。 新材料正在扩大保护人员和武器平台的技术基础。 与此同时,商业形式正在发生变化,这些形式正在逐渐脱离独家供应商和国防和安全等行业常见的其他传统方案。
该行业正在努力快速响应军事客户不断扩大的需求,不仅要“减轻负担”,还要发展新的保护材料和装甲保护系统同样重要的特征。
RUAG保护套件安装在各种机器上,例如轻型车4x4和MBT,例如LEOPARD 2。 数码油箱LEOPARD 2A4增强了对车顶,侧面的保护,更不用说防雷了
在确认中,人们可以引用帝斯曼迪尼玛保护业务负责人Marco Manica的话,他在接受采访时说:“我们生产最耐用的人造纤维,这就是DYNEEMA纤维”。
行业专家将DSM的保护解决方案归类为“新浪潮或防弹保护”。 该公司的产品,他称之为“不妥协的技术顶级”,结合轻质材料和卓越的性能,提供舒适性和其他质量功能,并为客户提供“执行关键任务所需的一切”。
躁狂强调基于纤维作为在防弹保护系统领域的技术突破的一个例子层压复合材料HB标志着DYNEEMA材料。 事实上,“比钢强纤维斯曼迪尼玛HB不仅15次,但有一些真正抢手的性能,我们最关注的的” - 他说,和什么的,首先,客户希望在这方面的问题时说, “他们想要为他们的设备提供所有更轻的选择。”
他同意与他谢丽尔Ingstad,在陶瓷公司ZM一个有前途的方向的头:“我们看到在美国和其他国家在光保护系统有强烈的需求,这是我们的努力今天集中。 我们力求彻底调整我们工作的方方面面 - 从技术专利的材料和研究活动,我们的工作人员的连贯性和生产过程的清晰度, - 以提供减轻军事负担照明系统,但要保证所需的保护级别“。
由于公司Ceradyne公司(包括在公司ZM)的代表,Ingstad说,迄今为止,美国军方已交付了超过两百万套用于防弹衣和更100000提高作战头盔UST(增强型作战头盔)。
尽管质量相对较小,UST“提供了比其他任何战斗头盔更高水平的防弹和防碎片保护 故事 - 英斯塔德说。 “与同等重量的其他头盔相比,UST将防弹和防碎片保护水平提高了超过35%。”
第一批ECH头盔在2014年度与美国军队一起服役。
Ceradyne个人防护系统产品组合还包括轻质,增强型嵌件,以防止小型武器。 武器 ESAPI(增强的小型武器保护插入物),保护身体免受小型武器射击。 可用的不同尺寸的刀片,它们被插入到防弹衣的特殊内部部分中,用于男女军人。 “我们为国防部后勤部提供防弹衣,然后执行每个单位的订单,”Ceradyne的一位代表说。
该公司提供不同重量的现代保护插件ESAPI。 美国国防部目前的合同规定提供超小型,小型和中型刀片,其质量从小于2 kg到几乎2,5 kg不等。 Ceradyne还提供用于防弹衣的大型和超大型刀片,其质量略大。
Ceradyne去年6月开始提前一个月发货。 据他介绍,该公司必须在2017结束时完成此订单的交付。
保护车辆及其船员
公司RUAG防务代表了他对车辆的防护材料,其中,事实上,减少到寻求经济的盈利能力和重量(越野越野,空运等),最大可能地减少之间的妥协领域的问题和挑战的评估,以及还解决方案来保护人员和机器本身的各种威胁,越来越多的活力,越来越致命。 RUAG防务代表也表示:“很明显,具体需要从脚本有所不同的脚本,但你总是试图找到保护和流动性的水平之间的完美平衡。 右那些谁要说威胁的变化,但我们不断在用料和设计解决方案领域探索新的思路“。
此外,RUAG的代表指出,现代威胁情景与这些情景对材料和保护系统供应商构成的挑战之间的界限模糊不清。 “威胁情景不再像以前那样确定。 对称和非对称军事行动之间的区别正在我们眼前消失;如今,需要混合解决方案来覆盖更大范围的威胁。“
RUAG努力应对当前的全球挑战,并开发了安装在各种车辆上的保护套件,从轻型4x4装甲车到主要战斗车辆。 坦克,例如LEOPARD 2,在这方面,该公司在该领域的业务不断扩展。
接下来,瑞士公司的代表继续说:“对于德国PUMA步兵战车我们提供的矿保护,与其他安全组件一起。 RUAG接手的综合防雷保护的发展,抵御简易爆炸装置(简易爆炸装置),以及奥地利和比利时装甲车Pandur一穿甲弹我们的弹道包屋顶PRO头制造商都在紧锣密鼓的生产和交付。“
高科技芳纶纤维首先在上个世纪的70中生产。 该人造纤维的分子的特征在于相对强的聚合物链。 这些分子通过强氢键结合,非常有效地转移机械载荷,这使得可以使用具有相对小分子量的链。 特金一直在寻找优化其解决方案的新方法,并且对客户的需求敏感,开发新的芳纶纤维品牌。 从Тwaron到Technora以及从Teijinconex到Sulfron的每个品牌都有自己独特的属性和应用领域,因此消费者可以获得最大限度满足现代要求的设备
美铝公司副总裁玛格丽特·科森蒂诺指出了车辆保护领域的另一个平行且在某种程度上相互竞争的趋势。 据她说,早些时候,对伊拉克和阿富汗行动中涉及的车辆的额外装甲给予了很多关注,现在作为增加战斗生存能力的功能,速度,机动性和可操作性都得到了回归。 “例如,在特种作战中,超轻型车辆被部署用于作战团体。 美铝公司正在与美国陆军科学界合作,作为其移动保护火力计划的一部分,以便获得尽可能多的关于创新材料和精选高科技直接射击系统技术的信息。“
制作公司美国铝业国防提高军用车辆在其投资组合的生命周期包括产品,为现有的和新的车辆。 实际上,多产品铝业,包括通过挤出获得的那些,锻造,铸造,以及全系列轧制产品的,战术轮式车辆和地面战斗车辆中发现,从铝装甲吉普车HMWWV(作为对APC的反应)和重商用道路车辆NEMTT,以及用于新平台的铝制部件,例如JLTV装甲车。
“首先,公司铝业国防部在其业务使用范围很广的材料,因为我们的业务是铝,钛和镍的产品,这使我们能够与最终产品生产者的军事和头部,以获得所需的材料,铝合金和可热处理,以满足工作平分特殊任务的要求,“Corentino解释说。 - 其次,我们专注于从材料到产品形状,加工和最终装配的完全垂直整合。 提高美铝的效率有助于提高客户的效率和竞争力。“
军用机器领域的另一个防御系统供应商是QinetiQ North America(QNA)。 安装在美国生产的不同机器MRAP类公司去年装甲层裂内胆的分裂防面料,并安装在步兵战车和装甲运兵车在不同的国家其BlastRide能量吸收座位。 在该公司维护系统的负责人杰夫·里奥说:“此外,我们被动的解决方案,以防止安装在比13000机在世界各地,例如,它们提供保护机制,如MAXXPRO,PL-阿拉木图更多的RPG游戏Q-NET, NEMT和STRYKER,以及其他国家的平台。 保护系统Q-NET已安装装甲JLTV美国陆军和海军陆战队的一些版本的潜力。“
QNA公司还在开发用于飞机和直升机,在与力先生个人防护的系统共享一些食谱,公司的“秘密武器”,这是尽可能充分考虑到客户的需求有关的成本,重量和最终产品特性为他们提供最好的解决方案。 “我们已经通过了一套具有优越的特性,包括卡塔装甲钢,各种档次的陶瓷和最高质量的最新防弹纤维材料的工作来实现这一点。 我们还不知疲倦地工作,以开发新的创新的解决方案,比如我们的能量吸收座位和我们的爆炸波衰减技术BlastPro»的行动。
合作和伙伴关系
其中在与多个供应商和其他合作伙伴(在某些情况下,我们正在谈论的数百个组织)除了独家合作协议,这是在国防市场的其他领域司空见惯的防护材料业务问题的协议代表的讨论中提出的燃烧主题。
以他的公司为例,Marco Manik谈到帝斯曼希望在其合作伙伴网络中创新和优化新技术以及国内对研发的投资。
帝斯曼更倾向于国防和相关安全领域的合作伙伴,其中一些合作伙伴由于能够引入技术创新而与之建立了更紧密的联系。 “如果我们的合作伙伴能够比任何人都更快地进行创新,那么他就有优势,因为除了我们的产品之外,还有最终的产品。 这就是为什么我们需要与在某种程度上符合我们的创新速度的合作伙伴合作,“Manik说。
目前,DSM Dyneema的最新业务合作伙伴是KADDB投资集团的子公司First Armor。 6月,First Armory的2016展示了一个轻质面板插件,与防护背心配合使用。 First Armor的新衬里由Dyneema HB212材料制成。 这种基于超高分子量聚乙烯的层状复合材料非常适用于使用DYNEEMA Force Multiplier技术制造的轻质耐用保护系统。
由ZM Ceradyne制造的轻质防护插件可保护身体免受小型武器射击。 Ceradyne在6月2016开始提前一年开始运送防弹衣。 该公司计划在2017结束前完成此订单的交付。
First Armor将很快推出几种基于DYNEEMA开发的高性能材料的身体保护系统。
去年年初,另一家帝斯曼合作伙伴Point Blank Enterprises推出了ALPHA ELITE黑色车身保护系统,这是一款不断扩展的ALPHA ELITE产品系列。 该公司在一份新闻稿中说:“最新型号ALPHA ELITE Black可以防止小型武器子弹,是对以前产品的改进,因为它可以在相同的防护等级下减轻17%的重量。” ALPHA ELITE黑色防弹衣采用帝斯曼新一代DYNEEMA Force Multiplier技术。
RUAG也没有绕过这个领域的任何组织,争取互利合作。 RUAG的代表解释说,该公司“定期研究新开发和材料的市场; 我们为我们进行的测试和测试的质量感到自豪,以便准确地确定材料的保护性能。 这使得RUAG能够以最佳质量和成本为任何车辆和威胁量身定制保护解决方案。“
来自QNA的Riu先生指出:“我们与一些先进陶瓷,弹道材料和复合纤维的领先制造商建立了牢固的联系。 使用这些链接使我们能够开发和交付优于竞争对手产品的产品。“
杜邦是另一家供应商,在各种应用中使用的材料供应方面处于“强势地位”。 例如,合成纤维的Kevlar的技术是非常不同的应用 - 各种防弹衣插入,帽子,肢体保护和车辆的预约。 所有这些产品都增加人员的生存能力的水平,而消费者得到不同的“柔软度”或“硬度”(在这一领域的常用术语)的程度的保护材料。 “软保护所谓的夹克和其他设备项目,这往往是由tkanevolokonnyh材料等柔性结构的改善上一个数字,舒适性和流动性业主着陆 - 说,杜邦防护解决方案约瑟夫Hovanek的首席技术官。 - 固保护称为更硬的复合结构,如插入,帽子,以及车辆的保护组件,其杜邦公司,除了提供聚乙烯Tensylon凯夫拉片“。
Hovanek谈到了杜邦商业模式的一个方面,并指出该公司向凯夫拉尔提供纤维,织物和其他结构,以及背心,头盔和装甲车辆的领先制造商,这些制造商在设计和制造产品时使用这些材料。 该行业专家补充说:“我们专注于本地化解决方案的开发,领先的制造商与我们在不同国家的四个主要技术中心合作。”
除了前面提到的QNA和其他公司并向各种最终用户提供产品外,值得注意的是在几个相关领域运营的另一家公司。 澳大利亚作战服装(CCA)Protect是一家全球防御和安全提供商,在为人员,地面平台和 航空。 商业总监Lee O'Schia指出:“ CCA Protect在澳大利亚,美国,香港,马来西亚,新加坡,阿拉伯联合酋长国,新西兰和巴布亚新几内亚的市场运营。”
特别是,CCA Protect提供高达IV级的硬和软体保护系统,以及可以承受反坦克导弹的车辆的装甲。 O'Schia继续说:“为了确保澳大利亚UH-60 BLACKHAWK和CH-47 CHINOOK直升机的防弹保护,选择了CCA Protect先进的预订解决方案。 CCA Protect的生产能力使得制造大型单面板成为可能,这使其成为澳大利亚Land 400 Phase 2项目的理想解决方案。“ 作为该项目的一部分,澳大利亚将对其战斗侦察车队进行更新和现代化改造。
为了满足海外客户的需求,CCA Protect对解决方案进行了全面分析,以实现成本,移动性,保护和质量之间的平衡。 奥齐亚最后说,“快速变化的战斗空间不断促进弹道保护行业的创新。 CCA Protect的现代化生产和经验丰富的工程师可以执行这些复杂的任务。 先进的复合材料和独特的材料组合方法相结合,可以创造出超轻,耐用和薄的保护材料。“
瑞士公司Garant为不同类型的应用开发了防弹保护FirmLiner和FlexLiner的现代解决方案。 除了使用新材料,这些都是深入研究和开发活动的结果,Garant还在与材料供应商和最终用户一起实施长期计划方面积累了丰富的经验。 流行且广泛使用的材料包括对位芳族聚酰胺,聚乙烯,聚丙烯和玻璃纤维。
用于船舶应用的透明尖晶石陶瓷
铝 - 镁质尖晶石是透明装甲中耐用外层作用的候选者之一。 图中列出了两种类型的细粒度尖晶石的具有标称平均晶粒尺寸0,6微米和1,6微米,双峰颗粒尖晶石粒度较粗250微米细粒(5-20微米)矩阵6毫米厚,这烧制穿甲子弹口径速度7,62毫米850 m / s和1100 m / s。 片铝氮氧化物也被示出(AION) - 高级透光性多晶陶瓷(由粉末制成)具有立方晶体尖晶石结构
透明尖晶石(MgAl2O4)是目前用于各种海洋和其他防御应用的优选材料。 它是一种具有立方晶格的晶体材料,越来越多地用于保护各种船舶系统,包括传感器,保护和“智能”材料和武器。
除高强度外,尖晶石陶瓷还具有优异的带宽,范围从紫外线(0,2μm)到光谱的中红外区域(5μm)。 对于美国海军级VIRGINIA的核潜艇的光电桅杆,使用单尖晶石玻璃,这增加了生存能力并显着降低了维护和生命周期成本。 以前,由L-3КЕО制造的光学桅杆安装在硅玻璃和晶体锗上,分别用于在光谱的中红外区域透射可见光和射线。 然而,这两种材料都不够坚固并且容易损坏,尽管它们的厚度是3,8,但问题是如何制作厚尖晶石的窗户。 据研究,尖晶石陶瓷3,8厘米厚,其制造工艺是基于热压,具有很好的光学性能。
桥USS类朱姆沃尔特(DDG 1000)也具有大窗户高强度,这通过可见光和红外波带波长5微米并且其必须承受冲击波功率0,56千克/ sm2。 由于热压工艺按比例放大到较大的尺寸,桥窗口可从一个大块尖晶石来制造。 相反,它可以通过边缘扩散产生,将两个或多个小窗口连接成一个。 美国海军研究实验室的应用光学(NRL)的分部已经证明这两种方法的可行性。
实验室指出,传统的从单晶尖晶石的熔体(> 2000°C)进行高温生长的方法很难制成大于几毫米的薄片。 在解决此问题的过程中,NRL确定了商用尖晶石陶瓷的劣质与烧结助剂(氟化锂)与尖晶石粉末的不均匀混合有关,这导致了该烧结助剂的孔隙率和截留率(最终产品中的残留物)。 NRL的科学家们开发了一种专有工艺,该工艺可以用烧结添加剂均匀地涂覆尖晶石粉末的每个颗粒,从而可以在大约1600°C的热压过程中去除添加剂。 根据NRL的说法,这可以生产具有高光学性能的完全压实的,均匀透明的尖晶石陶瓷,而该工艺具有可扩展性,并允许使用大窗户。
专为恶劣环境而设计
透明尖晶石陶瓷用于其他防御应用。 其中包括为定向能武器开发的高功率激光器。 从光学角度来看,最有问题的地方之一是输出透镜(窗口),因为用于这种系统的玻璃不具有足够好的热,光学和机械性能。 原因是玻璃窗具有非常低的导热性,导致热冲击。 根据NRL的科学家的说法,玻璃的小强度也不允许在恶劣的环境中使用。 另一方面,尖晶石的优异强度使其可以在不利条件下使用,并且其高强度允许使用更薄的窗户,这减轻了重量。 NRL实验室开发了超纯尖晶石粉末技术,该技术用于制造尖晶石陶瓷,在6μm波长下具有创纪录的低吸收损耗1,06 ppm(百万分之一粒子)/ cm。
具有高光学性能的尖晶石陶瓷还用于制造用于传输红外信号的火箭的耐用的热透明整流罩。 正如他们在开源中所说的,现有的材料,例如晶体硅,是脆弱的,并且不提供可见光透射。 另一种材料蓝宝石(a-Al2O3)在5μm波长下的透射率有限。 蓝宝石具有极强的抗机械损伤能力,因为它具有非凡的硬度(莫氏硬度计9); 它是继金刚石和碳化硅(a-SiC)之后最硬的材料。 但尖晶石完美地通过可见光,并且与蓝宝石相比具有更好的透射率,长度为5μm。 为了证明尖晶石的实际适用性,NRL的科学家已经改变了热压过程并成功地将这种材料制成了整流罩。
具有高光学性能的尖晶石陶瓷的可用性还将允许制造用于个人防护IED的轻质防爆屏和护目镜,以及用于监视系统的共形窗。 在2013年进行的研究表明,铝 - 镁质尖晶石是外部增强透明装甲层的优秀候选者。 对三种尖晶石陶瓷碎裂进行系统研究的研究人员证明,碎裂状态是影响陶瓷抗弹性的关键参数之一。
澳大利亚公司CCA Protect为国防和安全部门提供产品,在人员,车辆和航空设计和生产防弹保护方面拥有成功经验。 该公司为了满足国外客户的要求,对解决方案进行全面分析,以实现成本,流动性,保护和质量之间的平衡
QinetiQ North America的LAST Armor防碎片通过降低弹丸装甲性能来提升防护等级。
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