Броня з "піни", "бронесоти" та інші круті ідеї

2305
Броня з "піни", "бронесоти" та інші круті ідеї

Про новинки у сфері матеріалознавства, які змушують по-новому поглянути на питання захисту військовослужбовців та військової техніки

У наведеному нижче матеріалі Defense Express пропонує ознайомитися з достатньо цікавими рішеннями двох іноземних компаній, представленими на нещодавніх спеціалізованих виставках озброєння. Виготовлена ними продукція не може не викликати інтересу, адже відкриває нові можливості в сфері захисту.

Сучасна динаміка розвитку засобів ураження живої сили та військової техніки спонукає розробників до створення нових, більш стійких до вогневих ударів матеріалів, які можуть забезпечити виживання особового складу у військовому протистоянні. Ця своєрідна «гонитва на виживання» призвела до появи чисельної кількості технологічних рішень, від звичайних сталевих плит до комплексів активного захисту.

Відомо, що найпростішим способом забезпечення захисту особового складу та елементів конструкції бойової машини є використання металевої броні. Фактично, протягом всієї історії підвищення рівня захисту розглядалося лише шляхом реалізації двох способів: збільшення товщини використаних бронеплит та зміною сплавів. Водночас для зміцнення сталі використовували різні технології обробки сталевих заготівель – цементація, азотування, борирування і т.п.

Пізніше додалася методика підвищення рівня захисту шляхом комбінації вище наведених способів. Надалі перейшли до використання різних матеріалів – кераміки, кевлару, тощо. Почали створювати так звані «сендвічі», де використовують різні типи матеріалів, які йдуть один за одним.




При цьому, вчені провідних країн постійно намагаються знайти такі технологічні рішення, де б максимально було збалансовано – з одного боку висока ефективність захисту особового складу та техніки, а з іншого – оптимальна ціна та вагові показники. Фактично, на кожній з оборонних виставок регулярно демонструються нові технологічні досягнення у цій царині. Так на нещодавній виставці IDEF-2019 в Стамбулі, турецька компанія Menatek Defense Technologies, яка вже близько 25 років займається питаннями бронювання техніки, представила нову багатошарову броню, призначену для підвищення рівню захисту особового складу та військової техніки.

Композитний матеріал від компанії Menatek Defense Technologies

Роботи над нею почалися з бронетанкових пакетів SUR Level 3 та Level 4, раніше розроблених компанією. Відомо, що вони продемонстрували чудові результати під час балістичних випробувань, які проводилися на об’єктах турецького підприємства з виробництва бронетехніки FNSS. У результаті проведених робіт із вдосконалення броні, а саме впровадження нової технології ламінування, яка призводить до появи більш еластичного полімеру та напівжорсткої пластини, було отримано результат, що на 25% перевершує вимоги стандарту НАТО 4569.

За словами представників компанії, це досягається завдяки тому, що створений волокнистий бронематеріал забезпечує розсіювання ударної хвилі у тривимірній полімерній матриці. Новий полімер збільшує витягування волокна, яке відбувається через кумулятивний ефект, що дозволяє ефективно уловлювати всі небезпечні фрагменти. Під час випробувань проводилася перевірка здатності бронепластин витримувати багаторазовий удар кулями різного калібру, під різним кутом та швидкостями польоту. Всі випробування були успішними. Компанія Menatek продовжує подальші роботи навколо цієї броні, перш ніж запускати її в серію в інтересах споживачів.

Також слід зазначити, що компанія вже перейшла до роботи над створенням додаткової броні для бронетехніки рівня Level 5, де значно вищі вимоги до бронезахисту. Щоб впоратися з новим викликом, Menatek реалізував таку технологію як створення полотна з низки міцних за своїм складом так званих "сот" – елементів площею у кілька сантиметрів з комбінації різних матеріалів, які зменшують проникаючу потужність боєприпасу перед потраплянням на базову броню, наприклад, військового транспортного засобу. "Соти" поєднуються одна з одною та формують структуру (пластину/блок), яка має більшу балістичну ефективність у порівнянні зі звичайними рішеннями. Притаманна їм модульність також дозволяє легко їх змінювати після атаки, адже вплив енергії у 100 кДж (типовий для загроз у рамках стандарту STANAG 5) може легко зруйнувати цілісність пластин та вивести їх з ладу.

«Сота» для бронезахисту від Menatek

Конструкція нових броньованих пластин на основі цих «сот» дозволяє перерозподіляти значну частину атакуючої енергію, а те, що залишається, легко може поглинути кузов бронетехніки. Повний пакет складається з передньої броні, виконаної із системи "сот", за нею йде опорна панель, потім порожній простір і, врешті, базова броня транспортного засобу. За попередніми оцінками Menatek, які ще потрібно перевірити в ході реальних тестів, реалізована технологія має дозволити зупинити вольфрамову кулю калібром 25 мм. З усім тим, компанія вже працює над наступним рівнем захисту – Level 6.

Інший інноваційний продукт має німецька компанія Havel Metal Foam. Фахівцями підприємства у співпраці з Інститутом Фраунгофера (Берлін) (Fraunhofer Institute for machine tools and forming technology IWU) була розроблена унікальна технологія промислового виробництва композитної багатошарової броні. Вона отримала назву Havel Lite®SAS. Це своєрідний «сендвіч», де зовнішні листи – це сталь, а внутрішній наповнювач – спеціальна алюмінієва піна. Така структура дозволяє поглинати енергію зовнішнього вибуху і забезпечувати захист особового складу. При цьому замість сталі різної товщини та властивостей в «сендвічі» залежно від завдань можуть використовуватися й інші композитні матеріали. Ключовим елементом броні є саме спеціальна алюмінієва піна, яка формується при високій температурі – її роздувають з маленького шматка до потрібних розмірів. При цьому, немає потреби у додаткових склеюючих речовинах для поєднання алюмінію та сталі. Технологія дозволяє це зробити без зайвих компонентів.

Багатошарова броня на основі алюмінієвої піни від Havel Metal Foam

Ключовими перевагами створеної броні є зменшення щонайменше на 25-30% ваги бронепластин, виконаних з використанням піни, та висока механічна міцність. Якщо, наприклад, взяти сталеву плиту товщиною вісім міліметрів, то за вагою вона буде більшою за «сендвіч», де по три міліметри будуть зовнішні сталеві пластини й близько двадцяти – алюмінієвий наповнювач між ними. При цьому за властивостями захисту від впливу вибухової хвилі, ця сталева плита поступатиметься "алюмінієвому сендвічу". Окремо слід наголосити, що йдеться саме про захист від вибухів гранат, мін та снарядів, а не від прямого влучення стрілецькою чи артилерійською зброєю. Хоча в поєднанні з високоміцною сталлю або керамічно-арамідним волокном алюмінієва піна може бути використана, у тому числі, і для балістичного захисту.

Потенційними сферами для застосування алюмінієвої піни, на думку виробника, є: у цивільному секторі – захист аеропортів, електростанцій, будівель центрального уряду, посольств, логістичних об’єктів в критичних регіонах, поліцейських відділень; у військовому – зміцнення командних пунктів, казарм, бункерів та ангарів, військових контейнерів, а також протимінного захисту військової техніки та броньованих машин.

Приклад застосування ручної гранати DM51 біля броньованої алюмінієвої панелі товщиною 31-мм. Фронтальна та тильна сторони бронепластини після вибуху

Компанією вже було проведено низку випробувань на міцність. Так, біля плити загальною товщиною 30 мм (зовнішні елементи становили листи сталі товщиною по 3 мм, а внутрішній блок з алюмінієвої піни товщиною 24 мм) було здійснено підрив гранати HG85 (155 г вибухової речовини). У результаті відбулась деформація панелі на глибину у 23 мм. При цьому всі скалки були затримані внутрішнім наповнювачем, а на зворотній стороні не було жодних розривів.

Також була апробована стійкість панелі товщиною 31 мм (по 3 мм – зовнішні сталеві панелі та 25-мм алюмінієва піна) ручною гранатою DM51 (59 г вибухової речовини). Відбулась деформація всієї панелі на глибину 15 мм, а на зворотній стороні не було жодних ушкоджень.

За даними компанії, алюмінієва піна відповідає протипожежним стандартам (DIN EN 45545-2) та стандартам вогнестійкості (E30 – DIN EN 13501-2, DIN EN 1363-1). Вона на 100% піддається переробленню й гасить вібрації. Можлива також подальша обробка – розпилювання, фрезерування та зварювання.

Компанії Havel Metal Foam співпрацює з турецькою компанією ВМС, німецькою Rheinmetall та польською Solaris.

Фактично, наведені в матеріалі приклади створення бронематеріалів вказують на триваючу тенденцію розвитку технологій захисту бронетехніки та особового складу. З розвитком науки та техніки з’являються все нові рішення, впровадження яких може значно підвищити бронезахист військової техніки й перевести гонитву між виробниками засобів ураження з одного боку та фахівцями із захисту з іншого на новий етап перегонів.