O Iveco MPV utiliza as mais recentes soluções de proteção IBD Deisenroth, principalmente baseadas em nanotecnologia
Armadura Passiva: A Última Barreira
Os cascos dos veículos blindados ainda são feitos de aço, aos quais kits de blindagem adicionais são aparafusados. No entanto, quanto mais o projeto básico puder oferecer em termos de proteção balística e explosiva, maior será o nível final de proteção. Além disso, mesmo com a instalação de sistemas de proteção ativa que destroem os projéteis de ataque mesmo na aproximação, os fragmentos de alta energia resultantes podem causar sérios danos ao veículo, o que novamente requer uma boa proteção básica
A empresa sueca SSAB é uma das maiores especialistas na área de materiais de blindagem e sua família de aços de blindagem Armox é bem conhecida em todo o mundo. A família inclui seis tipos diferentes, o número na designação do tipo de aço indica a dureza Brinell média. Enquanto a dureza afeta diretamente a proteção balística, a tenacidade é necessária para absorver a energia da explosão - duas características que, na verdade, não podem existir juntas. A formabilidade exacerba este conflito, uma vez que os aços de alta resistência são geralmente menos formáveis e muitas vezes têm problemas com soldabilidade.
Com o tempo, as características balísticas dos aços SSAB melhoraram gradualmente: em 1990, o aço Armox 500T com uma espessura de 9 mm foi necessário para impedir que o projétil M193 / SS92 voasse a uma velocidade de 937 m / s, mas dez anos depois com o Armox Liga 600T, apenas 6 foram necessários para parar mm. Mais dez anos e 4,5 mm de Armox Advance faz o mesmo, embora o número não valha mais a pena, pois a dureza está além da escala de Brinell! De um inicial de 70,7 kg / m2, SSAB conseguiu reduzir o peso para 47,1 kg / m2 em dez anos, e para 35,3 kg / m2 na próxima década. De acordo com os especialistas da SSAB, nenhuma queda significativa é esperada, o valor real para 2020 é de 30 kg / m2. O departamento de P&D da empresa está trabalhando mais para melhorar a tenacidade e a conformabilidade do material existente do que em sua dureza, especialmente porque a explosão é a principal ameaça hoje. Seu aço Armox 440T 420-480 HB Brinell foi considerado o comedor de energia preferido e sua robustez facilita a obtenção de qualquer forma, como um fundo sólido. Mesmo o aço Armox 500T mais duro, com uma dureza de 480-540 HB, é considerado um material para proteção contra explosão.
Conforme mencionado acima, a principal característica do Armox Advanced é a dureza, portanto este aço é considerado pela SSAB como uma cerâmica de fato. Portanto, a empresa aconselha fortemente não moldá-lo ou soldá-lo, pois não deve ser aquecido acima de 100 ° C para manter sua dureza. Como alcançar níveis semelhantes de proteção e peso no futuro com mais materiais moldáveis é uma tarefa muito difícil hoje.
Entre os novos aços blindados, é claro, deve-se destacar o Super Bainite, lançado no outono de 2011. Desenvolvido pelo Laboratório de Ciência e Tecnologia de Defesa DSTL do Reino Unido, o novo aço é fabricado na Tata Steel UK. Ele exibe um desempenho muito melhor do que o aço blindado padrão. Estas características não decorrem apenas da composição química, mas também do processo de fabricação, em particular do tratamento térmico com arrefecimento com ar e sais fundidos. O produto final tem o dobro do desempenho balístico de uma armadura homogênea enrolada.
A empresa sul-africana Aardvark Perroc usa aço SSAB Armox 500 extensivamente em seus produtos. Isso demonstra que mesmo este aço de alta dureza é capaz de absorver grandes quantidades de energia.
SSAB fabrica formas complexas de seu aço Armox 440T, muitas vezes referido como um “comedor de energia”. É muito adequado para estruturas expostas a IEDs. A SSAB está trabalhando atualmente para tornar seus aços blindados mais moldáveis.
O uso do forro IBD FlexiComp permite a produção de elementos de segurança volumétricos, reduzindo o número de pontos fracos no sistema de segurança geral
Diagrama das características dos liners IBD em função da temperatura. O efeito de altas temperaturas é uma grande preocupação ao implantar máquinas em climas quentes
Em dezembro de 2012, a Lockheed Martin UK e a University of Surrey anunciaram um método novo e mais simples para melhorar a proteção e a capacidade de sobrevivência de veículos blindados. Os cientistas desenvolveram um método para o tratamento de materiais cerâmicos a fim de melhorar a resistência de adesão de cerâmicas de alumina e cerâmicas de carboneto de silício a um substrato composto, o que aumenta significativamente a resistência da armadura. Fixar placas de cerâmica em seu suporte sempre foi o calcanhar de Aquiles dessa tecnologia. Os resultados mostraram que a nova técnica melhora as forças de tração. Testes mostraram que quando uma bala incendiária perfurante de 14,5 mm é disparada contra uma placa de blindagem, ela permanece intacta.
O desenvolvimento tecnológico continua sendo o negócio principal da IBD Deisenroth Engineering, enquanto as soluções passivas são atualmente terceirizadas para a Rheinmetall Chempro, 51% de propriedade da Rheinmetall Defense e 49% da família Deisenroth.
Quando o Dr. Ulf Deisenroth desenvolveu as tecnologias de blindagem de quarta geração para vários tipos de materiais, a tarefa era reduzir a massa, mantendo o nível de proteção, ou vice-versa, para aumentar o nível de proteção para uma determinada massa, enquanto novas tecnologias prometem economia de mais de 40%. Eles são baseados nas últimas descobertas no campo da proteção passiva associada aos nanomateriais, que incluem cerâmicas nanocristalinas, aço nanométrico e fibras de alta resistência. Em colaboração com siderúrgicas, o IBD desenvolveu aços de nitrogênio de alta resistência que estão quase no mesmo nível dos materiais cerâmicos padrão. Esses novos tipos de aços podem ser aplicados a elementos estruturais, embora possam alcançar uma economia de peso ainda maior se forem usados nos estágios iniciais do projeto. Já as fibras de alta resistência, por exemplo, IBD C1 HT Liner, apresentam características que são quase 20% superiores não apenas em comparação com o forro padrão, mas até 10% superiores a outros forros do IBD; a deterioração de seus parâmetros com o aumento das temperaturas também é mais lenta, o que é especialmente importante dadas as temperaturas extremas nos campos de batalha modernos. Além dos aços e nanocerâmicas em nanoescala usados em máquinas recém-desenvolvidas, o IBD também desenvolveu novas soluções de materiais compósitos que permitem a produção de elementos com geometrias curvas complexas, o que permite atingir 100% de cobertura da área protegida quase sem lacunas balísticas.. Esta solução é utilizada principalmente na produção de elementos de fundo, onde a menor folga pode comprometer toda a proteção.
O IBD também teve sucesso no desenvolvimento de laminados nanocompósitos cuja resistência é tão significativamente aumentada que podem substituir as partes estruturais de uma máquina, ao mesmo tempo que servem como proteção balística de alto nível. Devido à sua baixa densidade superficial, o peso total desse nível de proteção é reduzido significativamente. Esses compósitos são baseados nos materiais nanotecnológicos do IBD mencionados anteriormente. Processos de ligação específicos foram desenvolvidos e são usados para fazer laminados nanocompósitos de materiais estruturais, conhecidos como IBD FlexiComp, com maior resistência estrutural e desempenho balístico. Com densidade 10% menor em comparação com os laminados padrão, as propriedades elásticas desses materiais são duas vezes mais altas. Essa alta resistência permite que eles sejam integrados ao design da máquina, enquanto as características balísticas permitem que ela lide com ameaças de alto nível, enquanto os materiais FlexiComp têm bom potencial para redução de peso. Seu uso pode ser incorporado em duas abordagens diferentes. Uma abordagem direta é usá-los para proteção contra minas e IEDs como blindagem adicional em arcos de roda, para-lamas, como placas de mina e pisos internos espaçados. Ao moldar peças volumétricas, eles podem substituir outras soluções, como montagens montadas por solda ou aparafusamento. A segunda abordagem é a integração de peças compostas, como escotilhas, escotilhas de motor, portas traseiras e rampas. Eles constituem uma grande proporção da superfície total do veículo e, como resultado, a redução absoluta do peso será muito significativa. Para STANAG 4569 Nível 4, esta redução de peso é de 1500 kg para uma máquina 8x8 (consulte a tabela). Em termos de custos de fabricação, os processos desenvolvidos pelo IBD permitem a produção de peças compostas sem o uso de autoclaves, proporcionando significativa economia de custos, principalmente para grandes componentes, cujo custo é comparável ao custo dos componentes produzidos com tecnologias padrão.
Estes componentes são atualmente fabricados pela Rheinmetall Chempro, que tem como missão dominar as tecnologias IBD Deisenroth Engenharia, desenvolvê-las em um processo produtivo a fim de atingir preços competitivos, desenvolver ainda mais soluções especializadas e acompanhá-las até o processo de qualificação das máquinas. As entregas de componentes feitos com as tecnologias avançadas mais recentes começaram no início de 2013, principalmente máquinas AMPV da KMW-Rheinmetall e Medium Protected Vehicle da Iveco DV-KMW. Mais de uma dúzia de fabricantes de equipamentos originais em todo o mundo em breve receberão componentes que lhes permitirão realmente reduzir o peso de suas máquinas, aumentando assim a carga útil e reduzindo os custos do ciclo de vida, disse a Divisão de Proteção da Rheinmetall.
O portfólio passivo da Rheinmetall Chempro inclui várias versões da família Amap (Advanced Modular Armor Protection). Esta família utiliza a mais recente tecnologia desenvolvida pelo IBD. Os produtos Amap são normalmente combinados para fornecer a proteção desejada contra uma ampla variedade de ameaças. Entre os vários produtos opacos, vemos a solução balística Amap-B, que oferece proteção contra armas pequenas e munições de médio calibre, proteção contra minas Amap-M, Amap-IED projetado para combater IEDs, forros Amap-L que protegem o compartimento de combate ao absorver estilhaços secundários, Amap-SC contra projéteis HEAT e, por fim, a solução Amap-X, que protege contra ameaças típicas de condições urbanas.
A nova tecnologia de ligação desenvolvida pela Lockheed Martin UK e pela University of Surrey pode melhorar significativamente a proteção de veículos blindados, como o Warrior BMP (acima)
Módulos adicionais SidePro-ATR para MBT Leopard
Deve-se observar que, dentro do Grupo Rheinmetall, outra empresa está envolvida na proteção passiva, a Rheinmetall Ballistic Protection GmbH, que recebeu seu novo nome em 1º de janeiro de 2013. Anteriormente, era chamado de Rheinmetall Verseidag Ballistic Protection GmbH. Totalmente propriedade da Rheinmetall, esta empresa é especializada no design e fabricação de soluções de blindagem para veículos militares leves que usam materiais como cerâmica, metais avançados e tecidos especiais.
Embora a Ruag Defense ainda tenha soluções de proteção dinâmica (blindagem ativa-reativa) em seu portfólio, ela não parece mais aos olhos dos consumidores uma empresa ultramoderna capaz de aumentar a sobrevivência de veículos médios e pesados. A este respeito, a empresa suíça voltou sua atenção para o aperfeiçoamento de soluções totalmente passivas que podem lidar com cargas cinéticas e moldadas. O sistema SidePro-ATR vai muito além da agressividade do RPG-7, pois pode lidar com as cargas modeladas usadas em cenários simétricos, enquanto a versão básica garante proteção balística de Nível 5. SidePro-ATR foi mostrado ao público pela primeira vez em 2012, este sistema é escalonável e, portanto, pode ser usado tanto em veículos blindados quanto em tanques. Em sua versão básica, tem uma espessura de 400 mm, e sua massa é comparável à massa de uma solução reativa (ou seja, aproximadamente 300 kg / m2). Este sistema foi qualificado para o tanque Leopard 2A4. O nível de proteção balística pode ser aumentado significativamente a ponto de o sistema suportar o impacto de um núcleo alongado de 120 mm, embora nenhum dado tenha sido fornecido a esse respeito.
A escalabilidade do SidePro-ATR permite que ele seja usado em cenários de combate simétricos e assimétricos. Outra solução para combater munição cinética e IEDs sob a designação SidePro-KE / IED foi testada no veículo blindado de reconhecimento Fennek, que está em serviço na Alemanha e na Holanda. Baseada principalmente em cerâmica, essa solução teve como objetivo combater os IEDs de primeira geração. Novas bombas de beira de estrada, usadas em vários cinemas, geram milhares de fragmentos de alta velocidade e, portanto, são necessárias características muito boas de multi-impacto. Desde então, Ruag refinou o sistema KE / IED, afastando-se da cerâmica e usando sacos multicamadas não expansíveis. A nova solução SidePro-KE / IED, disponível desde 2012, oferece proteção de nível 4 / nível 5 contra armas cinéticas e tem desempenho de multi-impacto extremamente alto. Supondo que o chassi seja feito de aço balístico de 7 mm, um painel de 30 mm pode fornecer a proteção total necessária, com o sistema KE / IED permitindo o menor ganho de peso, dependendo apenas do tipo de veículo. Esta solução está pendente com vários fabricantes.
Ruag finalizou o SidePro KE / IED. A fotomontagem mostra os elementos de um sistema projetado para se opor a novos dispositivos que geram múltiplos fragmentos.
BTR M113, equipado com um sistema passivo anti-RPG Iron Wall da Israel Military Industries, combinando blindagem passiva e treliça
A Ceradyne e a Cellular Materials International desenvolveram um escudo inferior baseado em colmeia de alumínio CMI MicroTruss que absorve até um terço da energia gerada por uma explosão. Abaixo está o close-up do material MicroTruss.
Exemplo de redução de peso para uma máquina 8 x 8 com componentes feitos de IBD FLEXICOMP
Peso em kg
A Plasan Sasa continua sendo um dos principais participantes da indústria de reservas passivas. Nenhum detalhe tecnológico é dado nesta área, enquanto a empresa atua tanto em reservas adicionais quanto em edifícios pré-fabricados. A segunda abordagem foi feita com o desenvolvimento do Mrap da Navistar MaxxPro e do M-ATV da Oshkosh. “Isso nos permite aumentar a produção usando uma força de trabalho sem habilidades de soldagem, já que nossa abordagem de estilo Lego é baseada em blocos contendo todos os componentes que podem ser montados em um mínimo de tempo”, disse uma fonte da empresa. Alguns dos mais de duzentos engenheiros da empresa estão trabalhando em novas soluções que podem resultar do surgimento de novos materiais ou soluções geométricas inovadoras. A abordagem de sistemas permanece no centro do ciclo de proteção.
A IMI desenvolveu recentemente uma gama de soluções passivas e reativas para combater os mais recentes tipos de IEDs, incluindo os vários tipos de "núcleos de choque" EFP ou SFF (Fragmentação Auto-formada) e os modelos de RPG mais recentes. A empresa propôs uma solução passiva de Parede de Ferro baseada em uma combinação de metal e compostos suplementados com armadura de treliça. Dependendo do nível de proteção exigido, a espessura pode variar entre 110 e 150 mm e o peso entre 200 e 230 kg / m2. A Parede de Ferro está atualmente passando por testes militares com o exército israelense.
IMI também oferece sua armadura treliça como um sistema autônomo. L-VAS (Light Vehicle Armor System - sistema de blindagem para veículos leves) é projetado para proteger veículos como veículos blindados de transporte de pessoal. Para reduzir o peso, o sistema é baseado em materiais compostos e elementos reativos, estes últimos contêm um mínimo de materiais energéticos. Isso reduz as perdas indiretas e o tipo de material evita o risco de detonação secundária de elementos adjacentes. De acordo com a IMI, o sistema L-VAS também protege contra balas perfurantes de 14,5 mm e fragmentos de artilharia. O sistema foi totalmente qualificado em Israel para seu APC M113 e tem uma densidade de aproximadamente 200 kg / m2.
Um sistema de quebra-mar mais pesado também é oferecido. Esta armadura reativa, composta por elementos metálicos e compostos, é projetada para combater três ameaças principais: RPGs, SFFs e EFPs. A IMI realizou extensos testes e atualmente está em processo de qualificação para começar a produzir uma solução com uma espessura de 350 - 400 mm e um peso de 430 - 450 kg / m2 no final de 2013.
Ceradyne é outro jogador importante no jogo passivo. Segundo Mark King, presidente da Ceradyne, o aço continua sendo o principal material no negócio de reservas, com o objetivo de melhorar o desempenho e reduzir custos. “Nos Estados Unidos, o fator determinante é principalmente o custo de aquisição de um veículo, não o custo de sua vida útil, e isso funciona contra as atualizações”, disse King na conferência AUSA de 2012. enquanto nos Estados Unidos, a ênfase estava em quantidade, que colocou os desenvolvedores europeus de sistemas de proteção à frente dos americanos. No entanto, King destacou que a América está progredindo atualmente, focando principalmente na proteção anti-explosiva da parte inferior da carroceria, uma vez que a proteção balística é vista como um problema resolvido. O interesse do exército americano, novamente demonstrado em resolver o problema de proteção do fundo de veículos como, por exemplo, o Humvee (US $ 20 milhões apenas para desenvolvimento), é avaliado positivamente por King. Ceradyne é uma das que com certeza vão disputar um contrato para a sua modernização. O requisito fornece proteção máxima com economia de peso significativa para reduzir o impacto no desempenho da máquina.
Ceradyne desenvolveu uma solução MicroTruss da Cellular Materials International Inc (CMI). Este material de liga de alumínio poroso tem uma densidade de 58 kg / m2 em comparação com a densidade de 112 kg / m2 de uma solução de metal monolítica equivalente. Essa solução difere no ângulo em "V" do corpo igual a apenas 5 °, que é suficiente para refletir a onda de choque e tem massa de 300 kg. O MicroTruss garante absorção de até 30% da energia da explosão, o que não só limita o impacto na cápsula da tripulação, mas também reduz o movimento vertical do veículo. Ceradyne também está fortemente envolvida no programa de reservas Flyer Gen.2, que visa o projeto das Forças de Operações Especiais para o GMV 1.1. Para manter a transportabilidade dentro dos helicópteros V-22, CH-47D e CH-53E quando a massa e a largura devem ser mantidas dentro de certos limites, a empresa desenvolveu um kit que fornece um nível B6 (.357 Magnum) de proteção balística para as portas e cobertura.
Polaris Defense e M9 Defense Armor Technology desenvolveram uma armadura estrutural composta de aço híbrido que pode reduzir significativamente o próprio peso do Humvee enquanto mantém os níveis de proteção. O protótipo da foto à direita tem um peso total de apenas 3.400 kg, o que é quase 50% menor que o Humvee com nível 3 de proteção.(Observe as rodas do carro na parte inferior)
Proteção também significa não ser deixado no campo de batalha no caso de uma roda perfurada. As rodas não pneumáticas da Polaris Defense garantem uma durabilidade significativamente melhor em comparação com os pneus padrão e podem suportar uma bala de 12,7 mm. Atualmente, eles estão disponíveis não apenas para carros, incluindo a classe Hummer, mas agora essas rodas também estão sendo desenvolvidas para os carros da classe Mraps mais pesados.
Ceradyne também está participando do programa Marines Personnel Carrier em parceria com a Lockheed Martin e Patria em um veículo do Corpo de Fuzileiros Navais baseado no Patria AMV finlandês. Vale destacar que em 28 de novembro de 2012 foi anunciado que a Ceradyne foi adquirida pelo Grupo 3M, o que lhe permitirá investir mais em P&D e soluções inovadoras.
A integração de design e proteção é uma solução muito procurada para veículos leves. Na AUSA 2012, Polaris Defense mostrou um protótipo de veículo Humvee com um novo conceito desenvolvido em colaboração com a M9 Defense. O desafio é reduzir o peso do meio-fio, mantendo e aumentando os níveis de proteção. Para fazer isso, a equipe Polaris-M9 removeu toda a blindagem aérea para dar uma olhada no conceito de blindagem estrutural. Em seguida, tudo foi removido do carro, apenas um chassi vazio foi deixado e, em seguida, uma estrutura híbrida leve (material composto de aço) foi colocada nele. Esta armadura estrutural pode fornecer proteção de nível 3 com uma massa de 70 kg / m2, e com uma massa de 83 kg / m2, é capaz de suportar uma bala de 12,7 x 99 mm, embora o grupo Polaris-M9 esteja confiante de que pode alcance o Nível 3+ (bala perfurante de armadura de 12,7 mm). A solução Polaris-M9 também protege o motor. Enquanto o veículo blindado Hummer padrão pesa aproximadamente 6.350 kg, a solução proposta permite que seu peso seja reduzido para 3.400 kg. A blindagem estrutural híbrida utiliza um material não exótico, o que permite à equipe do Polaris-M9 falar sobre o custo da nova solução, comparável ao custo das soluções atuais. Além disso, este material é moldado em formas complexas, resultando em fundos em forma de V sem costura, entre outras coisas. A obtenção da forma desejada é obtida por meio da conformação hidráulica - um processo de alta velocidade que ajuda a reduzir custos. De acordo com a equipe Polaris-M9, essa tecnologia pode reduzir o peso em 40 por cento.
Demonstração de rodas não pneumáticas da Polaris Defense
A equação de defesa inclui outro termo que se relaciona diretamente com a mobilidade - a roda. Após a aquisição da Resilient Technologies, a Polaris Defense agora oferece Rodas Não Pneumáticas (NPT). O consumo das rodas é um dos problemas logísticos mais importantes em um motor de turbina e a solução NPT ajudará em muitos casos a resolvê-lo. De acordo com o comando das forças de operações especiais no Afeganistão, pneus convencionais percorrem cerca de 1.300 km, enquanto uma roda NPT perfurada por uma bala de 12,7 mm pode percorrer mais de 8.000 km e, portanto, deslocar rodas sobressalentes da cadeia de abastecimento, melhorando a qualidade do passeio. Os protótipos do NPT já foram feitos para os veículos Hummer. A meta atual é um conjunto de rodas NPT para a máquina de 7,7 toneladas, que é quase o peso total da variante de Uso Geral JLTV. Segundo representantes da empresa, a modelagem mostrou que a massa pode chegar a 18 toneladas, ou seja, as rodas suportam um carro da classe Mrap. À medida que a carga útil aumenta, a tecnologia permanece a mesma e os programas de simulação da empresa permitem previsões muito precisas. O que vai mudar é o material que tem que se adaptar à massa, que por sua vez ainda não apareceu no futuro.
