För att öka det pansarglasets livslängd måste användarna använda speciella åtgärder i svåra miljöer. På bilden, pansarfordon M-ATV i Afghanistan
Behovet av bättre situationsmedvetenhet, som har uppstått tillsammans med stridsuppdrag för asymmetriska stridsoperationer, där militära enheter måste röra sig i en civil miljö och undvika indirekta förluster, har lett till en kraftig ökning av antalet militära fordon med stora rustningar glas, så att föraren får en mycket bättre överblick. det omgivande området och soldaterna som sitter i bakre facket har en bättre förståelse för den lokala situationen
Även om skyddet var prioritet nummer ett, var alla Mrap -fordon (Mine Resistant Ambush Protected) utrustade med breda glasytor. Men, trots att vindrutor också började installeras på några nya bilar som hör till stridskategorin, var de fortfarande begränsade i storlek. Med de ökande skyddsnivåerna har massa, transparens och snedvridning blivit ett problem. För samma skyddsnivå har pansarglas av standardtäthet en ytdensitet som är fyra gånger högre än pansarstål - en fråga som måste beaktas under konstruktionsfasen. Dimensionerna på transparent rustning ökar också, vilket skapar vissa problem, särskilt när ny teknik tillämpas. I vissa arméer tror man att i ett lätt patrullfordon ger en tvåruta vindruta med en B-stolpe ett aggressivt utseende och föredrar därför en vindruta i ett stycke. Eftersom många fordon för närvarande tillverkas med en grundläggande skyddsnivå måste de dessutom uppgraderas genom att installera ytterligare rustningssatser. Detta innebär att de också måste inkludera lämpliga uppgraderingar av det transparenta skyddet, vilket naturligtvis utgör ett stort problem med den rådande metoden att skruva fast glasskivor på bultar.
Massan av starkare vindrutor och sidorutor är inte bara en negativ faktor, jämfört med ogenomskinlig rustning, tjockleken ökar också betydligt, för att inte tala om försämringen av optiska egenskaper, eftersom med ökande tjocklek tenderar ljusöverföringen att minska och snedvridningar ökar. Med hänsyn tagen till den växande marknaden och efterfrågan under de senaste åren har tillverkare av pansarglas arbetat hårt för att lösa massskyddspusslet. Detta har uppnåtts genom att förbättra prestandan för standardlaminat (laminat) och utforska alternativa material som transparent keramik. Förutom att vissa tillverkare är ganska framgångsrika med att hitta det optimala förhållandet mellan täthetskydd-visuella kvaliteter, ser de transparenta skydd som en idealisk miljö som kan presentera stora mängder information för föraren och möjligen även andra passagerare i bilen. De inspirerades av luftfarts head -up -skärmar - en intressant lösning som kan hjälpa till att förbättra ergonomin och minska arbetsbelastningen.
Senaste uppdrag i områden med stora temperaturfluktuationer (till följd av en stor skillnad mellan utetemperaturen och temperaturen i den luftkonditionerade kabinen), med sandstormar, etc. har en betydande inverkan på transparent rustning med fruktansvärda konsekvenser för dess livslängd. Med tanke på att markfordon inte kan konkurrera med flygplan när det gäller underhållskostnader, bör denna kostnad hållas så låg som möjligt och bör vara en del av ekvationen tillsammans med vikt och prestanda. Fordonsförare bör naturligtvis också behöva vidta åtgärder för att skydda parkerade fordon, samt följa specifika rengöringstekniker för pansarglaset. Hållbarhet spelar också en viktig roll för att minska kostnaderna.
För att förbättra prestandan och minska vikten på sin transparenta rustning använder det tyska företaget Schott det patenterade borosilikatglaset Borofloat, som har mycket goda optiska egenskaper.
Trender
Syftet med denna artikel är inte att granska produkterna från alla tillverkare av genomskinliga rustningar runt om i världen (och deras antal växer varje dag. Till exempel i oktober 2013 meddelade mexikanska sekretariatet för nationellt försvar skapandet av en annan fabrik för tillverkning av pansarglas), men en önskan att beskriva de senaste trenderna inom detta område. De flesta tillverkare ser till både den civila och militära marknaden. Den största av dem är amerikanska glasprodukter (fabriker i Colombia, Brasilien och Peru) och franska Saint-Gobain Sully. Det finns också många företag i USA inom detta område, till exempel PPG Aerospace, som gör transparent rustning som uppfyller Stanags standarder (vanligtvis nivå 1 till 3) och US ATPD 2325P (nivå 1 till 3).
En annan stor aktör på den transparenta rustningsarenan för militären är det tyska företaget Schott. Förutom produktionen i Tyskland, som tillverkar pansarglas enligt Stanag, har företaget också en filial i Amerika som tillverkar glas i enlighet med amerikanska standarder, men oberoende av International Arms Trade Regulations. Den nuvarande europeiska militära produkten är Resistan, som sträcker sig från nivå 1 till nivå 4 i Stanag 4569 och där identifikationsnumret anger tjockleken i millimeter. Schott använder högkvalitativt borofloat 33 borsilikatglas med enastående egenskaper i sina transparenta skyddsprodukter, vilket tillåter 12-15% viktminskning jämfört med silikatglas samtidigt som optimal optisk prestanda bibehålls.
Under 2013 introducerades tre nya typer av glas, motsvarande nivå 2 och 3 i Stanag -standarden. För Tier 2 -applikationer har NY 52 BF pansarglas utvecklats genom design och lamineringsoptimering och är avsett för maskiner som arbetar under normala temperaturförhållanden från –32 ° C till + 49 ° C; materialet har en yttäthet på 112 kg / m2 och garanterar en ljusöverföring på 86%. Glaset avfyrades med en 20 mm enkel FSP-fragmenteringsprojektil med en hastighet av 630 m / s och universella pansargenombrenande kulor (API) 7, 62x39 mm. Tätheten för NY 58 BF -glas är 124 kg / m2, vilket är cirka 10% högre än densiteten för NY 52 BF (massan och tjockleken ökade därefter), men det har ett större arbetsområde (upp till + 75 ° C) och har testats mot fragmentering av ammunition med en högre initialhastighet (700 m / s) och kraftfullare pansargenombrenande eldkulor 7, 62x51 mm.
OSG: s Digital Visual Window-teknik (upptill) kan integrera en digital display i pansarglas utan att kompromissa med skyddet, medan Silk-light-teknik (två bilder nedan) gör det möjligt att bädda in korta varningsmeddelanden i vindrutan
Det finns två nya Tier 3 -produkter på marknaden: De tillåter en betydande viktminskning jämfört med den tidigare typen av NY 92 BF -glas, som är kvalificerat för höga temperaturer och definitivt starkare, eftersom det vid en ytdensitet på 195 kg / m2 den tål en 20 mm FSP -projektil med en hastighet på över 1250 m / s, samt 7, 62x54R API, 7, 62x51 API och en vanlig kula 12, 7x109. Den nya NY 80 BF -modellen har en densitet på 174 kg / m2 (10% minskning), även om testerna inte inkluderade avfyrning av 12,7 mm kulor, medan NY 69 BF har en densitet på 153 kg / m2 (22% mindre än NY 92) och den testades endast mot API 7, 62x54R. För nivå 4 erbjuder Schott två kvaliteter av glas från sin Resistant -familj. Dessa är NY135 med en densitet på 284 kg / m2 och NY 194 med en densitet på 398 kg / m2. Båda tål en 20 mm FSP-projektil vid hastigheter över 1550 m / s och 14,5x114 API-patron, även om det tunnare glaset bara testas för en träff, medan det tjockare glaset har flera slagegenskaper. Enligt Schott är NY 194 endast glasgodkänd och en nivå 4 -certifierad lösning, eftersom den var certifierad av den tyska beväpningsmyndigheten BAAINBw (tidigare BWB). Den Resistant-katalogen innehåller många andra produkter, VPAM-familjen överensstämmer med EN 1063 och VPAM BRV 2009-standarderna och DV-familjen med ATPD Revision T-standarder. Nyligen omplacerade sin platta laminerade glasanläggning till en helt integrerad linje som också inkluderar böjningsradie 500- 1000 mm och böjning.
Det israeliska företaget Oran Safety Glass har utvecklat Adi-teknik som eliminerar det inre splittringsskyddet i polykarbonat, vilket enligt OSG fördubblar glasets livslängd
Med tanke på framtiden granskar Schott nya material som transparent keramik och spineller (en grupp naturliga och konstgjorda mineraler i komplexoxidklassen med hög hårdhet). Med tanke på de tuffa vägreglerna i Tyskland anser företaget att den optiska prestanda som erbjuds av sådana alternativa material inte kan accepteras för vindrutor, men på grund av deras låga vikt kan de vara väl lämpade för sidofönster. Kostnaden för sådana innovativa material har dock ännu inte fastställts. När det gäller klassiskt laminerat glas tror Schott -experter att den teknik som för närvarande finns tillgänglig inte kommer att tillåta några förbättringar under de kommande åren. Sådana glasögon har närmat sig sin gräns motsvarande nivå 3, vilket motsvarar en tjocklek på cirka 75 mm och en ytdensitet på 160 kg / m2. Schott North America specialiserar sig på glaskeramik, polykristallina material tillverkade genom kontrollerad kristallisering av en glasbas, främst genom värmebehandling. Bearbetningen skapar ett kristalliserat ytskikt 35 nanometer tjockt, medan resten av keramiken är 80% kristallint. Detta material ger inga viktbesparingar, men uppfyller de amerikanska ATPD-235-standarderna (även om de erhållna resultaten förblir klassificerade).
En annan viktig aktör inom pansarglas är Oran Safety Glass (OSG) i Israel, den enda leverantören till den israeliska armén. Företaget levererar platt och krökt pansarglas till förstklassiga länder som USA, Frankrike, Tyskland, Italien, etc. OSG är särskilt fokuserat på den amerikanska marknaden, även om dess pansarglas finns på två av de tre JLTV -fordonen. För att uppnå detta mål etablerade företaget, som har två fabriker i Israel, sitt OSG Inc -kontor i Virginia. OSG strävar verkligen efter att minska vikten för en viss skyddsnivå, men den siktar också på att vidareutveckla och kombinera olika tekniker i sina produkter med syftet att lägga till "prylar" som avfrostning för att förbättra synligheten i 30 sekunder vid -42 ° C.
Med hjälp av halvexotiska material har OSG nyligen utvecklat en 170 kg / m2, 83 mm tjocklekslösning för nivå 3. effekterna av konditionering. OSG erbjuder också sin Crystallized Material (CM) -teknologi, som kan minska vikten med 30 till 50% (se tabell) med en tjockleksreduktion på 40 till 60%. Naturligtvis är viktminskningen i detta fall mer signifikant, eftersom det är nödvändigt att ta hänsyn till minskningen av själva glasramens vikt. Här är problemet inte bara tekniskt, utan också ekonomiskt, eftersom glasögon av keramik är mycket dyrare än vanligt skottsäkert glas.
Kristalliserad materialteknik gör det möjligt för OSG att producera transparent rustning till tre gånger kostnaden för dess laminerade glaspartiklar. Det israeliska företaget har också utvecklat två nya tekniker för att förbättra prestanda för laminerat glas. Det första, betecknade Rock Strike Glass (RSG), är utformat för att förhindra att de inre glasskikten bryts sönder vid skräp med låg hastighet som grus och stenar. Detta tillåter inte bara föraren att fortsätta köra med minimalt nedsatt sikt, utan även i de flesta fall kräver glaset inte omedelbart byte, vilket sparar tid och garanterar en större tillgänglighet för flottan. Eftersom det inte finns några standarder relaterade till detta problem på det militära området, tog OSG som grund de franska järnvägsstandarderna, enligt vilka ett koniskt föremål med en diameter på 90,5 mm och som väger 20 gram efter påverkan med en hastighet av 40 m / s ska inte orsaka någon skada. Dessa siffror för militär användning har ökats till 140 m / s; Som ett resultat visade OSG RSG -glas motståndskraft mot flera stötar vid hastigheter på 160 m / s.
Genomskinlig rustning från det tyska företaget GuS. Företaget har levererat transparenta ytor för tyska Dingo -maskiner i Afghanistan och överväger för närvarande att byta till keramik.
En annan teknik som kallas”Adi” (hebreisk ädelsten) visades på DSEI 2013. Idag har typiskt laminerat glas ett polykarbonat inre lager som förhindrar att skräp sprids inuti maskinen om det träffar glaset. Enligt OSG accelererar bindningen av glas och polykarbonat delaminering, och polykarbonat kan också skadas av felaktig användning eller rengöring. Statistiken från företaget visar en förväntad livslängd på tre till fem år för konventionellt klart glas i fältet. Adi-tekniken ger anti-splinterprestanda utan polykarbonat, plus dubbla livslängden. OSG har arbetat med denna teknik i över två år. De sista ballistiska testerna genomfördes hösten 2013 och tillverkningen av glas med hjälp av Adi -tekniken började 2014.
OSG arbetar också med användning av glasytor för illustrativa ändamål. Silk-light-teknik låter dig skapa ett integrerat ljusstyrt elektroniskt system som gör det möjligt att visa enkla (mestadels nödmeddelanden) direkt på pansarglaset. Dessutom möjliggör Digital Visual Window -tekniken att LCD -skärmen kan integreras i genomskinlig rustning utan att kompromissa med skyddsnivån, vilket sparar utrymme i bilen. Displayen är ansluten till en separat elektronisk enhet som enkelt kan repareras eller bytas ut.
Glas und Optik GmbH, mer känd som GuS, är en annan stor tysk tillverkare. I början av september 2013 kvalificerade tyska BAAINBw det nya laminerade glaset för nivå 3 -överensstämmelse; dess densitet reducerades från 215 till 170 kg / m2 (-20% av massan) och dess tjocklek från 91 till 83 mm, samtidigt ökades driftstemperaturområdet från –32 ° till + 49 °. Dessutom testades dess multi-impact-prestanda på en triangel med en 120 mm bas istället för de vanliga 300 mm och fotavtrycket var mycket litet, så påverkan på det bakre polykarbonatarket minskades kraftigt. Som den enda leverantören till den tyska armén visade GuS sin reparationsförmåga i Afghanistan, där stenar skadade cirka 3500 vindrutor (mer än 600 Dingo -maskiner var utplacerade där), varav många reparerades av företagets arbetsgrupp. Inom transparent keramik genomför GuS också många forskningsprogram med det tyska företaget CeramTec GmbH. Även om skyddsnivån inte verkar vara ett stort problem, står företaget inför hinder i tyska vägtrafikbestämmelser, eftersom de självhäftande keramiska plattorna ger visuella effekter som ännu inte har bedömts när det gäller ögontrötthet, huvudvärk och desorientering. GuS arbetar för närvarande nära med BAAINBw för att analysera biverkningar innan vi går vidare till keramik.
Vid DSEI 2013 presenterade Jenoptik ett transparent plastskydd. Det är tyngre och tjockare än laminat, men har fördelen att det inte snedvrids vid böjning.
Det tyska företaget ESW GmbH, en division av Jenoptik Defense & Civil Systems, visade på DSEI 2013 transparent plastpansar, vilket garanterar ljusöverföring över 90%. En av de största fördelarna med Jenoptik -lösningen är att vindrutan kan böjas; Detta gör att du kan gå bort från den centrala pelaren, typisk för vindrutor för militära fordon, bestående av två platta paneler av skottsäkert glas och därigenom ge maximal sikt. Dessutom skapar det genomskinliga Jenoptik -skyddet i plast ingen snedvridning, inte ens vid böjpunkterna. Företaget erbjuder för närvarande två typer av ytor, respektive med skyddsnivåer 2 och 3. Den första har en ungefärlig densitet på 144 kg / m2 och en tjocklek på 121 mm, och den andra har en grundvikt på 238 kg / m2 och en tjocklek på 201 mm. Nivå 3-lösningen är också certifierad för att klara flera kula träffar och projektilladdningar inom 0 ° till 45 ° sektorn och motstå RPG-7 träffar i 45 ° vinkel. Anti-isbildning och elektromagnetiskt skydd finns på begäran. Enligt Jenoptik kan dess genomskinliga skottsäkra plastglas behålla god sikt även efter stötar.
En av de auktoritativa europeiska experterna på transparent pansar är IBD. Det var klart att en lösning måste hittas för att minska vikten av den transparenta rustningen. Konventionellt pansarglas för en lastbil på 3 m2 väger inte bara 600 kg utan höjer också tyngdpunkten och försämrar katastrofalt stabiliteten. Genom att använda sin NanoTech -teknik har IBD utvecklat ett transparent keramiskt skydd, en nyckelfaktor här är utvecklingen av speciella processer för limning av keramiska plattor ("mosaik transparent rustning") och laminering av dessa enheter med starka bärarlager för att bilda stora transparenta paneler.
IBD Deisenroth har utvecklat transparenta keramiska plattor och limningsteknik för att skapa en transparent rustning som sparar upp till 70% vikt jämfört med traditionellt laminerat glas. Bilden visar jämförande prover av valsat homogent stål, konventionell keramik och det nya materialet IBD NANOTech, presenterat vid Eurosatory 2014
ArmorLine tillverkar spinel, ett polykristallint material som gör att du kan minska vikt och tjocklek. Den används i genomskinlig pansar i flera lager
Tack vare de enastående ballistiska egenskaperna hos det keramiska materialet och den elastiska absorptionen av kvarvarande rörelseenergi kunde företaget få transparenta pansarpaneler med en betydligt reducerad massa. Jämfört med densiteten på 200 kg / m2 av standard skottsäkert glas motsvarande Stanag 4569 nivå 3, gör den nya tekniken det möjligt att minska vikten av transparent keramik för samma nivå 3 till 56 kg / m2. Detta innebär en ökning på 72%, vilket i absoluta tal skulle innebära 170 kg för fönstren på en exempelbil. Enligt IBD är de optiska egenskaperna hos den nya transparenta keramiken minst lika goda som de optiska egenskaperna hos traditionellt flerlagers pansarglas, eftersom det är mindre tonat och uppvisar mindre diffraktion och kanterna på de limmade plattorna är helt osynliga. Dessa optiska egenskaper sträcker sig också till det infraröda spektrumet, vilket innebär att nattsynsglasögon också kan användas. Ett Nato -land stod inför utmaningen att välja reducerat skydd eller lägga till ytterligare en framaxel för sina lastbilar, men IBD: s lösning kan antingen behålla enaxelkonfigurationen och spara pengar, eller fördubbla antalet axlar och öka skyddet. Enligt IBD är dess transparenta keramiska skärmning fullt kvalificerad och befinner sig för närvarande i produktionsfasen, där optimeringsprocessen är inriktad på kostnadsminskning; företagets mål är att få en produkt till endast 50% dyrare än standardglas. Men för närvarande tror man att det är möjligt att uppnå en kostnad som är två gånger lägre än kostnaden för den nuvarande lösningen.
Flerskikts 400x400 mm transparent skydd gjord med ArmorLine spinel efter sex skott. Företaget hoppas kunna börja göra en halvstor vindruta i slutet av 2014.
Det amerikanska företaget ArmorLine, en del av Defense Venture Group, har utvecklat optisk spinellkeramik som möjliggör tillverkning av transparent rustning med betydande viktbesparingar. Spinel från ArmorLine är ett polykristallint material som är extremt hårt och hållbart; kännetecknad av nötningsbeständighet, som är typisk för keramik, garanterar den ljusöverföring i intervallet 0,2 - 5,5 mikron. Detta gör det möjligt att använda det i ultravioletta (0,2-0,4 mikron), synliga (0,4-0,7) intervall, nära IR-området i spektrumet (0,7-3) och mitt-IR-området i spektrumet (3- 5). Det vill säga, det kan användas i militära applikationer inte bara som en transparent rustning, utan också för att skydda sensorer. Fördelen med ArmorLine spinell är att den kan användas för att producera paneler med dimensioner som definitivt är större än de hos transparenta keramiska paneler. De nuvarande stora panelerna mäter cirka 70 x 50 cm, företaget avser att börja producera 85 x 60 cm paneler, både plana och böjda (med en böjningsradie på 2500 mm) inom ett år, och slutligen till produktion av platta paneler 100 x 75 cm, vilket är hälften av vindrutan.
Möjligheten att leverera krökt transparent skydd ses som en fördel jämfört med andra system, vilket gör det möjligt för designers att implementera mer flexibla lösningar. Transparent skydd baserat på spinel, som ersätter flera lager i laminerat glas, har ökat multi-impact egenskaper och minskat vikt och tjocklek med 50-60%. Som ett exempel, låt oss ta laminerat pansarglas som tål en enda 12,7x99 mm pansargenomträngande kula. Den har en tjocklek på 103 mm och en ytdensitet på 227 kg / m2, medan spinellen från ArmorLine reducerar dessa värden till 49 mm och 100 kg / m2, med andra ord, med 53% respektive 56%. Dessa data bekräftas genom att titta på den genomskinliga rustningen ATPD 2352 klass 3A, där tjockleken minskas från 112 till 52 mm, och ytdensiteten från 249 till 109 kg / m2. ArmorLine hanterar dock inte flerskiktsmaterial, det vill säga i dessa fall ges massorna för icke-optimerade testprover och kan optimeras ytterligare. I Stanag-termer är arealdensiteten uppnådd för Tier 2-transparenta material cirka 69 kg / m2, medan den för Tier 3 (pansargenombrenande kula 7, 62 x 54R B32) stiger till 84 kg / m2.
Det italienska företaget Isoclima förser Iveco med det mesta av pansarglaset för LMV Lince; Bilden visar glaset efter beskjutning vid Nettuno skjutfält
Bland de tekniker som används för att öka styrkan hos den transparenta rustningen har Isoclima utvecklat en inkapslingsmetod som garanterar maximal lamell livslängd.
Det italienska företaget Isoclima påbörjade arbetet med transparent rustning i början av 1980 -talet för den civila och militära marknaden och har sedan dess utvecklat sin egen proprietära teknik för att optimera lamineringen av glas och polykarbonat. Hon har tillhandahållit de flesta av de transparenta skyddslösningarna för Iveco DV LMV, som har skräddarsytts för kraven hos de olika kunderna i detta lätta multifunktionella 4x4 -fordon. Till exempel klarar den transparenta rustningen som används för ryska LMV -fordon temperaturer från -45 ° C till + 70 ° C, gränssnittet mellan olika material är ett viktigt element här, eftersom termisk expansionskoefficient för polykarbonat är åtta gånger koefficienten av glasutvidgning. Bland produkterna kan vi hitta en lösning som motsvarar Stanag nivå 2, med en tjocklek på 58-59 mm och en ytdensitet på 125-130 kg / m2, och en lösning som motsvarar nivå 3, med en tjocklek på 79-80 mm och en densitet av 157-162 kg / m2; alla värden är baserade på standardtemperaturgränser.
Företaget överväger för närvarande nya lösningar som ökar prestanda samtidigt som de minskar vikten. Företaget testar nya material, till exempel spinel och andra, även om ledningen är övertygad om att förbättringarna ligger i komplexa lösningar, det vill säga förbättrade egenskaper hos glas och laminat som filmer, gör att Isoclima kan förbättra sin position på marknaden. Företaget har också utvecklat lösningar för att förbättra det transparenta skyddets livslängd, till exempel en anti-repbehandling på ett polykarbonatunderlag och ett patenterat magnetiskt fixerat yttre lager som skyddar ballistiskt glas mot stenskador som kallas Antistone Protection Solution (AspS). Det avtagbara skyddsskiktet är baserat på en dubbelförseglad magnetisk packning som håller det yttre skyddsskiktet av yttre glas och inre teknopolymer; ett luftgap skapas mellan detta lager och den transparenta rustningen. Alla möjliga nackdelar togs i beaktande och verifierades, dvs kondens, optisk snedvridning, etc. tester visade minsta påverkan av dessa faktorer på egenskaperna hos transparent skydd. Å andra sidan minskar AspS -tekniken avsevärt underhåll och förlänger livslängden för transparent rustning. Många av de lösningar som utvecklats av Isoclima bygger på företagets deltagande i utformningen av moderna transparenta skyddssystem för flygindustrin.
