Para aumentar a vida útil do vidro blindado, os usuários devem usar medidas especiais em ambientes difíceis. Na foto, veículos blindados M-ATV no Afeganistão
A necessidade de uma melhor consciência situacional, que surgiu junto com as missões de combate de operações de combate assimétricas, nas quais as unidades militares devem se mover em um ambiente civil e evitar perdas indiretas, levou a um aumento acentuado no número de veículos militares com blindagem grande vidro, permitindo ao motorista ter uma visão muito melhor, a área ao redor, e os soldados sentados no compartimento de popa têm uma melhor compreensão da situação local
Embora a proteção fosse a prioridade número um, todos os veículos Mrap (Mine Resistant Ambush Protected) foram equipados com amplas superfícies de vidro. Mas, apesar do fato de que os pára-brisas também começaram a ser instalados em alguns carros novos que se enquadram na categoria de combate, eles ainda eram limitados em tamanho. Com os níveis crescentes de proteção, massa, transparência e distorção se tornaram um problema. Para o mesmo nível de proteção, o vidro blindado padrão tem uma densidade de superfície quatro vezes maior que o aço blindado - uma questão que deve ser considerada durante a fase de projeto. As dimensões da armadura transparente também estão aumentando, o que cria alguns problemas, especialmente onde novas tecnologias são aplicadas. Em alguns exércitos, acredita-se que em um veículo de patrulha leve, um para-brisa de dois painéis com um pilar B dá uma aparência agressiva e, portanto, prefere um para-brisa de uma peça. Além disso, como muitos veículos são fabricados atualmente com um nível básico de proteção, eles devem ser atualizados com a instalação de kits de blindagem adicionais. Isso significa que eles também devem incluir atualizações adequadas para a proteção transparente, o que obviamente representa um grande problema com o método predominante de aparafusar painéis de vidro em parafusos.
A massa de pára-brisas e janelas laterais mais fortes não é apenas um fator negativo, em comparação com a blindagem opaca, a espessura também aumenta significativamente, sem falar na deterioração das propriedades ópticas, uma vez que com o aumento da espessura, a transmissão de luz tende a diminuir e as distorções aumentam. Levando em consideração o mercado crescente e a demanda nos últimos anos, os fabricantes de vidros blindados trabalharam muito para resolver o quebra-cabeça da proteção de massa. Isso foi alcançado melhorando o desempenho dos laminados padrão (laminados) e explorando materiais alternativos, como cerâmicas transparentes. Além do fato de que alguns fabricantes têm bastante sucesso em encontrar a proporção ideal de qualidades visuais de proteção de densidade, eles veem a proteção transparente como um ambiente ideal que pode apresentar grandes quantidades de informações para o motorista e possivelmente até mesmo para outros passageiros do carro.. Eles foram inspirados pelos visores head-up da aviação - uma solução interessante que pode ajudar a melhorar a ergonomia e reduzir a carga de trabalho.
Missões recentes em áreas com grandes oscilações de temperatura (como resultado de uma grande diferença entre a temperatura externa e a temperatura da cabine com ar condicionado), com tempestades de areia, etc. têm um impacto significativo na blindagem transparente com consequências terríveis para sua vida útil. Dado que os veículos terrestres não podem competir com as aeronaves em termos de custos de manutenção, esse custo deve ser mantido o mais baixo possível e deve fazer parte da equação junto com o peso e o desempenho. É claro que os operadores de veículos também devem tomar medidas para proteger os veículos estacionados, bem como seguir técnicas de limpeza específicas para o vidro da blindagem. A capacidade de manutenção também desempenha um papel importante na redução do custo.
Para melhorar o desempenho e reduzir o peso de sua blindagem transparente, a empresa alemã Schott utiliza o vidro borossilicato patenteado Borofloat, que possui características ópticas muito boas.
Tendências
O objetivo deste artigo não é revisar os produtos de todos os fabricantes de blindagens transparentes ao redor do mundo (e seu número está crescendo a cada dia. Por exemplo, em outubro de 2013, a Secretaria de Defesa Nacional do México anunciou a criação de outra fábrica para o produção de vidros blindados), mas uma vontade de delinear as últimas tendências nesta área. A maioria dos fabricantes olha para os mercados civil e militar. As maiores são a American Glass Products (fábricas na Colômbia, Brasil e Peru) e a francesa Saint-Gobain Sully. Existem também muitas empresas nos EUA nesta área, como a PPG Aerospace, que fabrica blindagem transparente que atende aos padrões Stanag (normalmente níveis 1 a 3) e US ATPD 2325P (níveis 1 a 3).
Outro jogador importante na arena de blindagem transparente para os militares é a empresa alemã Schott. Além da produção na Alemanha, que produz vidros blindados de acordo com Stanag, a empresa também possui uma filial na América que produz vidros de acordo com os padrões norte-americanos, mas independente dos Regulamentos Internacionais de Comércio de Armas. O produto militar europeu atual é o Resistan, que varia do nível 1 ao nível 4 do Stanag 4569 e no qual o número de identificação indica a espessura em milímetros. A Schott usa vidro borosilicato Borofloat 33 de alta qualidade com excelentes propriedades em seus produtos de proteção transparente, o que permite redução de peso de 12-15% em comparação com o vidro de silicato, mantendo o desempenho óptico ideal.
Em 2013, foram introduzidos três novos tipos de vidro, correspondentes aos níveis 2 e 3 da norma Stanag. Para aplicações Tier 2, o vidro blindado NY 52 BF foi desenvolvido por meio de otimização de projeto e laminação e é projetado para máquinas operando em condições normais de temperatura de –32 ° C a + 49 ° C; o material tem densidade superficial de 112 kg / m2 e garante uma transmissão de luz de 86%. O vidro foi disparado com um único projétil de fragmentação FSP de 20 mm a uma velocidade de 630 m / se projéteis incendiários perfurantes universais (API) 7, 62x39 mm. A densidade do vidro NY 58 BF é 124 kg / m2, que é cerca de 10% maior do que a densidade do NY 52 BF (a massa e a espessura aumentaram de acordo), no entanto, ele tem uma faixa de operação maior (até + 75 ° C) e foi testado contra munições de fragmentação com uma velocidade inicial mais alta (700 m / s) e balas incendiárias perfurantes de armadura mais poderosas 7, 62x51 mm.
A tecnologia Digital Visual Window da OSG (topo) pode integrar um display digital em vidro blindado sem comprometer a proteção, enquanto a tecnologia Silk-light (duas fotos abaixo) permite que mensagens curtas de advertência sejam embutidas no pára-brisa
Estão disponíveis no mercado dois novos produtos Tier 3, que permitem uma redução significativa de peso em relação ao tipo anterior de vidro NY 92 BF, que se qualifica para altas temperaturas e é definitivamente mais resistente, já que a uma densidade de área de 195 kg / m2 pode suportar um projétil FSP de 20 mm com uma velocidade de mais de 1250 m / s, bem como 7, 62x54R API, 7, 62x51 API e um marcador normal 12, 7x109. O novo modelo NY 80 BF tem densidade de 174 kg / m2 (redução de 10%), embora os testes não incluam disparos de balas de 12,7 mm, enquanto o NY 69 BF vem com densidade de 153 kg / m2 (22% menos que NY 92) e foi testado apenas em relação ao API 7, 62x54R. Para o Nível 4, a Schott oferece dois tipos de vidro de sua família Resistant. São NY135 com densidade de 284 kg / m2 e NY 194 com densidade de 398 kg / m2. Ambos suportam um projétil FSP de 20 mm a velocidades superiores a 1550 m / se cartucho API 14,5x114, embora o vidro mais fino seja testado para apenas um acerto, enquanto o vidro mais espesso tem características de impacto múltiplo. De acordo com Schott, NY 194 é o apenas vidro aprovado e uma solução certificada de Nível 4, uma vez que foi certificada pela Autoridade Alemã de Armamentos BAAINBw (anteriormente BWB). O catálogo da Resistant inclui muitos outros produtos, a família VPAM está em conformidade com os padrões EN 1063 e VPAM BRV 2009, e a família DV com os padrões ATPD Revisão T. recentemente adaptou sua planta de vidro laminado plano em uma linha totalmente integrada que também inclui raio de curvatura 500- 1000mm e flexão.
A empresa israelense Oran Safety Glass desenvolveu a tecnologia Adi, que elimina a camada interna de policarbonato anti-lascas, que, de acordo com a OSG, dobra a vida útil do vidro
Olhando para o futuro, Schott está examinando novos materiais, como cerâmicas transparentes e espinelas (um grupo de minerais naturais e artificiais na classe dos óxidos complexos com alta dureza). Dadas as rígidas regulamentações rodoviárias na Alemanha, a empresa acredita que o desempenho óptico oferecido por tais materiais alternativos não pode ser aceito para pára-brisas, mas devido ao seu peso leve, eles podem ser adequados para janelas laterais. No entanto, o custo de tais materiais inovadores ainda não foi determinado. No que diz respeito ao vidro laminado clássico, os especialistas da Schott acreditam que as tecnologias atualmente disponíveis não permitirão melhorias nos próximos anos. Esses vidros aproximaram-se do seu limite correspondente ao nível 3, que corresponde a uma espessura de cerca de 75 mm e uma densidade de área de 160 kg / m2. A Schott North America é especializada em vitrocerâmicas, materiais policristalinos feitos por cristalização controlada de uma base de vidro, principalmente por meio de tratamento térmico. O processamento cria uma camada superficial cristalizada de 35 nanômetros de espessura, enquanto o restante da cerâmica é 80% cristalino. Este material não oferece nenhuma redução de peso, mas está em conformidade com os padrões americanos ATPD-235 (embora os resultados obtidos permaneçam classificados).
Outro jogador-chave no campo do vidro blindado é a Oran Safety Glass (OSG) de Israel, o único fornecedor do exército israelense. A empresa fornece vidros blindados planos e curvos para países de primeira linha, como EUA, França, Alemanha, Itália, etc. A OSG está especialmente focada no mercado dos Estados Unidos, embora seu vidro blindado esteja em dois dos três veículos da JLTV. Para atingir esse objetivo, a empresa, que possui duas fábricas em Israel, estabeleceu seu escritório OSG Inc na Virgínia. A OSG certamente está se esforçando para reduzir o peso para um determinado nível de proteção, mas também pretende se desenvolver ainda mais, combinando diferentes tecnologias em seus produtos com o objetivo de agregar “gadgets” como o degelo para melhorar a visibilidade por 30 segundos a -42 ° C.
Usando materiais semi-exóticos, a OSG desenvolveu recentemente uma solução de 170 kg / m2 e 83 mm de espessura para o Nível 3. os efeitos do condicionamento. A OSG também oferece sua tecnologia de Material Cristalizado (CM), que pode reduzir o peso em 30 a 50% (consulte a tabela) com uma redução de espessura de 40 a 60%. Claro que a redução de peso neste caso é mais significativa, uma vez que é necessário levar em consideração a redução do peso da própria moldura de vidro. Aqui o problema não é apenas técnico, mas também econômico, uma vez que os vidros cerâmicos são muito mais caros do que o vidro à prova de balas padrão.
A tecnologia de material cristalizado permite que a OSG produza blindagem transparente com três vezes o custo de suas contrapartes de vidro laminado. A empresa israelense também desenvolveu duas novas tecnologias para melhorar o desempenho do vidro laminado. O primeiro, denominado Rock Strike Glass (RSG), é projetado para evitar que as camadas internas de vidro se quebrem no caso de detritos de baixa velocidade, como cascalho e pedras. Isso não só permite que o motorista continue dirigindo com a visibilidade minimamente prejudicada, mas também na maioria dos casos o vidro não precisa ser substituído imediatamente, o que economiza tempo e garante uma maior disponibilidade da frota. Como não existem normas relacionadas a este problema na esfera militar, a OSG tomou por base as normas ferroviárias francesas, segundo as quais um objeto cônico com diâmetro de 90,5 mm e peso de 20 gramas após impacto a uma velocidade de 40 m / s não deve causar nenhum dano. Esses números para uso militar foram aumentados para 140 m / s; Como resultado, o vidro OSG RSG mostrou resistência a múltiplos impactos a velocidades de 160 m / s.
Armadura transparente da empresa alemã GuS. A empresa forneceu superfícies transparentes para máquinas Dingo alemãs no Afeganistão e atualmente está considerando mudar para cerâmica.
Outra tecnologia chamada “Adi” (gema hebraica) foi mostrada no DSEI 2013. Hoje, o vidro laminado típico tem uma camada interna de policarbonato que evita que detritos se espalhem dentro da máquina se atingirem o vidro. De acordo com a OSG, a colagem de vidro e policarbonato acelera a delaminação, e o policarbonato também pode ser danificado por uso ou limpeza inadequada. As estatísticas fornecidas pela empresa mostram uma expectativa de vida útil de três a cinco anos para o vidro transparente convencional no campo. A tecnologia Adi fornecerá desempenho anti-fragmentação sem policarbonato, além do dobro da vida útil. A OSG trabalha nessa tecnologia há mais de dois anos. Os últimos testes balísticos foram realizados no outono de 2013, e a produção de vidro com a tecnologia Adi teve início em 2014.
OSG também está trabalhando no uso de superfícies de vidro para fins ilustrativos. A tecnologia Silk-light permite que você crie um sistema eletrônico controlado por luz integrado que torna possível demonstrar mensagens simples (principalmente de emergência) diretamente no vidro blindado. Além disso, a tecnologia Digital Visual Window permite que o LCD seja integrado em uma blindagem transparente sem comprometer o nível de proteção, economizando espaço no carro. O display é conectado a uma unidade eletrônica separada que pode ser facilmente reparada ou substituída.
Glas und Optik GmbH, mais conhecido como GuS, é outro grande fabricante alemão. No início de setembro de 2013, o BAAINBw alemão qualificou o novo vidro laminado para conformidade de Nível 3; sua densidade foi reduzida de 215 para 170 kg / m2 (-20% da massa) e sua espessura de 91 para 83 mm, ao mesmo tempo que a faixa de temperatura de operação foi aumentada de –32 ° para + 49 °. Além disso, seu desempenho multi-impacto foi testado em um triângulo com uma base de 120 mm em vez dos 300 mm usuais e a pegada era muito pequena, então o impacto na folha de policarbonato posterior foi bastante reduzido. Como único fornecedor do exército alemão, a GuS mostrou sua capacidade de reparos no Afeganistão, onde pedras danificaram cerca de 3.500 pára-brisas (mais de 600 máquinas Dingo foram instaladas lá), muitas das quais foram reparadas pelo grupo de trabalho da empresa. No campo da cerâmica transparente, a GuS também realiza diversos programas de pesquisa com a empresa alemã CeramTec GmbH. Embora o nível de proteção não pareça ser uma grande preocupação, a empresa enfrenta obstáculos nos regulamentos de trânsito rodoviários alemães, uma vez que os azulejos de cerâmica colados produzem efeitos visuais que ainda não foram avaliados em termos de fadiga ocular, dores de cabeça e desorientação. GuS está atualmente trabalhando em estreita colaboração com BAAINBw para analisar os efeitos colaterais antes de passar para a cerâmica.
No DSEI 2013, a Jenoptik apresentou uma proteção de plástico transparente. É mais pesado e mais espesso que os laminados, mas tem a vantagem de não distorcer ao dobrar.
A empresa alemã ESW GmbH, divisão da Jenoptik Defense & Civil Systems, mostrou na DSEI 2013 blindagem de plástico transparente, que garante transmissão de luz acima de 90%. Uma das maiores vantagens da solução Jenoptik é que o pára-brisa pode ser dobrado; isso permite que você se afaste do pilar central, típico de pára-brisas de veículos militares, que consiste em dois painéis planos de vidro à prova de balas, proporcionando assim a máxima visibilidade. Além disso, o protetor Jenoptik de plástico transparente não cria nenhuma distorção, mesmo nos pontos de curvatura. Atualmente a empresa oferece dois tipos de superfícies, respectivamente com níveis de proteção 2 e 3. A primeira tem densidade aproximada de 144 kg / m2 e espessura de 121 mm, e a segunda tem gramatura de 238 kg / m2 e espessura de 201 mm. A solução da Level 3 também é certificada para suportar vários impactos de balas e cargas de projéteis no setor de 0 ° a 45 ° e para resistir a impactos de RPG-7 em um ângulo de 45 °. Proteção anticongelante e eletromagnética estão disponíveis mediante solicitação. De acordo com Jenoptik, seu vidro plástico transparente à prova de balas é capaz de manter uma boa visibilidade mesmo após o impacto.
Um dos maiores especialistas europeus na área de blindagem transparente é o IBD. Estava claro que uma solução precisava ser encontrada para reduzir o peso da armadura transparente. Na verdade, o vidro blindado convencional para um caminhão de 3 m2 não só pesa 600 kg, mas também aumenta o centro de gravidade e degrada catastroficamente a estabilidade. Adotando sua tecnologia NanoTech, o IBD desenvolveu uma proteção de cerâmica transparente, um fator chave aqui é o desenvolvimento de processos especiais para a colagem de ladrilhos de cerâmica ("armadura de mosaico transparente") e laminação desses conjuntos com camadas de suporte fortes para formar grandes painéis transparentes.
IBD Deisenroth desenvolveu ladrilhos de cerâmica transparentes e tecnologia de colagem para criar uma armadura transparente que economiza até 70% de peso em comparação com o vidro laminado tradicional. A foto mostra amostras comparativas de aço homogêneo laminado, cerâmicas convencionais e o novo material IBD NANOTech, apresentado na Eurosatory 2014
A ArmorLine fabrica espinélio, um material policristalino que permite reduzir o peso e a espessura. É usado em armadura transparente multicamadas
Graças às excelentes características balísticas do material cerâmico e à absorção elástica da energia cinética residual, a empresa conseguiu obter painéis de blindagem transparentes com uma massa significativamente reduzida. Em comparação com a densidade de 200 kg / m2 do vidro à prova de balas padrão correspondente ao Stanag 4569 nível 3, a nova tecnologia permite reduzir o peso da cerâmica transparente para o mesmo nível 3 para 56 kg / m2. Isso representa um ganho de 72%, o que em termos absolutos significaria 170 kg para as janelas de um exemplo de caminhão. De acordo com o IBD, as propriedades ópticas da nova cerâmica transparente são pelo menos tão boas quanto as propriedades ópticas do vidro de armadura multicamadas tradicional, pois é menos colorido e apresenta menos difração, e as bordas dos ladrilhos colados são completamente invisíveis. Essas propriedades ópticas também se estendem ao espectro infravermelho, o que significa que óculos de visão noturna também podem ser usados. Um país da OTAN enfrentou o desafio de escolher a proteção reduzida ou adicionar outro eixo dianteiro para seus caminhões, mas a solução do IBD pode manter a configuração de eixo único e economizar dinheiro ou dobrar o número de eixos e aumentar a proteção. De acordo com o IBD, sua blindagem de cerâmica transparente é totalmente qualificada e atualmente está em fase de produção, onde o processo de otimização é focado na redução de custos; a meta da empresa é obter um produto apenas 50% mais caro do que o vidro padrão. Porém, no momento acredita-se que seja possível atingir um custo duas vezes menor que o custo da solução atual.
Proteção transparente multicamadas de 400x400mm feita com espinélio ArmorLine após seis disparos. A empresa espera começar a fabricar um para-brisa com metade do tamanho até o final de 2014.
A americana ArmorLine, do Defense Venture Group, desenvolveu cerâmicas ópticas espinélicas que permitem a fabricação de blindagens transparentes com significativa redução de peso. Spinel da ArmorLine é um material policristalino extremamente duro e durável; caracterizado pela resistência à abrasão, típica da cerâmica, garante uma transmissão de luz na faixa de 0,2 - 5,5 mícrons. Isso torna possível usá-lo nas faixas de ultravioleta (0,2-0,4 mícrons), visível (0,4-0,7), a região de infravermelho próximo do espectro (0,7-3) e a região de infravermelho médio do espectro (3- 5). Ou seja, ele pode ser usado em aplicações militares não apenas como uma armadura transparente, mas também para proteger sensores. A vantagem do espinélio ArmorLine é que ele pode ser usado para produzir painéis de dimensões definitivamente maiores do que os painéis de cerâmica transparente. Os grandes painéis atuais medem aproximadamente 70 x 50 cm, a empresa pretende iniciar a produção de painéis de 85 x 60 cm, planos e curvos (com raio de curvatura de 2.500 mm) em um ano, e no final para a produção de painéis planos 100 x 75 cm, que é a metade do pára-brisa.
A capacidade de fornecer proteção curva e transparente é vista como uma vantagem em relação a outros sistemas, permitindo que os projetistas implementem soluções mais flexíveis. A proteção transparente à base de espinélio, que substitui várias camadas no vidro laminado, aumentou as características de multi-impacto e reduziu o peso e a espessura em 50-60%. Como exemplo, vamos pegar o vidro de armadura laminado que pode resistir a um único tiro perfurante de armadura de 12,7 x 99 mm. Possui espessura de 103 mm e densidade de área de 227 kg / m2, enquanto o espinélio da ArmorLine reduz esses valores para 49 mm e 100 kg / m2, ou seja, 53% e 56%, respectivamente. Esses dados são confirmados observando-se a blindagem transparente ATPD 2352 Classe 3A, na qual a espessura é reduzida de 112 para 52 mm, e a densidade de área de 249 para 109 kg / m2. Porém, o ArmorLine não lida com materiais multicamadas, ou seja, nesses casos, as massas são dadas para amostras de teste não otimizadas e podem ser otimizadas posteriormente. Em termos de Stanag, a densidade de área alcançada para materiais transparentes de Nível 2 é de cerca de 69 kg / m2, enquanto para Nível 3 (bala incendiária perfurante 7, 62 x 54R B32) aumenta para 84 kg / m2.
A empresa italiana Isoclima fornece à Iveco a maior parte do vidro blindado para o LMV Lince; A imagem mostra o vidro após um bombardeio no campo de tiro do Nettuno
Dentre as tecnologias utilizadas para aumentar a resistência da blindagem transparente, a Isoclima desenvolveu um método de encapsulamento que garante a máxima vida útil de seus materiais laminados.
A empresa italiana Isoclima começou a trabalhar com blindagem transparente no início dos anos 1980 para os mercados civil e militar e, desde então, desenvolveu suas próprias tecnologias para otimizar a laminação de vidro e policarbonato. Ela forneceu a maioria das soluções de proteção transparente para Iveco DV LMV, que foram adaptadas às necessidades dos diferentes clientes deste veículo 4x4 leve multifuncional. Por exemplo, a blindagem transparente adotada para veículos LMV russos é capaz de suportar temperaturas de -45 ° C a + 70 ° C, a interface de diferentes materiais é um elemento chave aqui, uma vez que o coeficiente de expansão térmica do policarbonato é oito vezes o coeficiente da expansão do vidro. Entre os seus produtos podemos encontrar uma solução correspondente ao nível Stanag 2, com uma espessura de 58-59 mm e uma densidade de área de 125-130 kg / m2, e uma solução correspondente ao nível 3, com uma espessura de 79-80 mm e uma densidade de 157-162 kg / m2; todos os valores são baseados em limites de temperatura padrão.
A empresa está atualmente considerando novas soluções que aumentam o desempenho e reduzem o peso. A empresa está testando novos materiais, como espinélio e outros, embora a direção esteja convencida de que as melhorias estão em soluções complexas, ou seja, melhorar as características de vidros e laminados como filmes permitirá à Isoclima melhorar sua posição no mercado. A empresa também desenvolveu soluções para melhorar a vida útil da proteção transparente, como um tratamento anti-riscos em um forro de policarbonato e uma camada externa magneticamente fixada patenteada que protege o vidro balístico de danos causados por pedras, conhecida como Solução de Proteção Antistone (AspS). A camada protetora removível é baseada em uma gaxeta magnética duplamente selada que mantém a camada protetora externa feita de vidro externo e tecnopolímero interno; um espaço de ar é criado entre esta camada e a armadura transparente. Todas as desvantagens possíveis foram levadas em consideração e verificadas, ou seja, condensação, distorção óptica, etc., os testes mostraram a influência mínima desses fatores nas características de proteção transparente. Por outro lado, a tecnologia AspS reduz significativamente a manutenção e estende a vida útil da blindagem transparente. Muitas das soluções desenvolvidas pela Isoclima baseiam-se na participação da empresa na concepção de modernos sistemas de proteção transparentes para a indústria aeroespacial.
