مهمترین وظیفه ای که با اسلحه های کوچک نویدبخش که در چارچوب برنامه NGSW آمریکا توسعه می یابد حل می شود ، باید تضمین نفوذ تضمینی زره بدن مدرن و پیشرفته توسعه یافته در آزمایشگاه های برجسته تسلیحات در جهان باشد. قبل از بازگشت به مشکل توسعه "شمشیر" ، یک سلاح کوچک امیدوار کننده که قادر به مقابله موثر با سلاح های آمریکایی است که تحت برنامه NGSW توسعه یافته است ، توصیه می شود با "سپر" - فن آوری های ایجاد زره بدن امیدوار کننده (NIB) آشنا شوید.)
عقیده ای وجود دارد که مشکل نفوذ در NIB بسیار دور از ذهن است ، زیرا اگر گلوله ای به دشمن اصابت کند ، او یا آنقدر مجروح می شود که نمی تواند به طور فعال درگیری ها را ادامه دهد ، یا این ضربه باید انجام شود. در قسمتی از بدن که توسط عناصر زره محافظت نمی شود. بر اساس برنامه NGSW ، نیروهای مسلح ایالات متحده این مشکل را دور از ذهن نمی دانند. مشکل این است که میزان بهبود NIB امیدوار کننده در حال حاضر به طور قابل توجهی جلوتر از میزان بهبود سلاح های کوچک است. و نیروهای مسلح ایالات متحده فقط در حال تلاش برای دستیابی به موفقیت در جهت بهبود اساسی ویژگی های سلاح های کوچک هستند ، سوال این است که آیا آنها موفق خواهند شد؟
دو راه اصلی برای افزایش نفوذ زرهی مهمات وجود دارد - افزایش انرژی جنبشی آن و بهینه سازی شکل و مواد هسته مهمات / مهمات (البته ما در مورد مهمات انفجاری ، تجمعی یا مسموم صحبت نمی کنیم). و در اینجا ما با محدودیت خاصی روبرو می شویم. یک گلوله یا یک هسته برای آن از آلیاژهای سرامیکی با سختی بالا و چگالی کافی (برای افزایش جرم) ساخته شده است ، می توان آنها را سخت تر و قوی تر ، به سختی متراکم تر کرد. افزایش جرم گلوله با افزایش ابعاد آن نیز در ابعاد قابل قبول سلاح های کوچک دستی عملاً غیرممکن است. به عنوان مثال ، افزایش سرعت گلوله در حالت مافوق صوت وجود دارد ، اما در این مورد ، توسعه دهندگان با مشکلات عظیمی روبرو می شوند ، به شکل عدم وجود پیشرانه های ضروری ، سایش بسیار سریع بشکه و عقب نشینی زیاد بر روی تیرانداز در همین حال ، بهبود NIB بسیار شدیدتر پیش می رود.
مواد (ویرایش)
از بدو تأسیس ، زره بدن شخصی راه طولانی را از ظروف و بشقاب های فولادی تا زره بدن مدرن ساخته شده از پارچه آرامید با درج هایی از پلی اتیلن با چگالی بالا با وزن مولکولی فوق العاده بالا (UHMWPE) و کاربید بور طی کرده است.
NIB در زمینه جستجوی مواد جدید ، ایجاد عناصر زرهی ترکیبی و فلزی و سرامیکی ، بهینه سازی شکل و ساختار عناصر NIB ، از جمله در مقیاس خرد و نانو ، در حال پیشرفت است که به طور موثر انرژی گلوله ها و قطعات را از بین می برد. راه حل های عجیب و غریب بیشتری نیز در حال کار است ، مانند "زره مایع" بر اساس مایعات غیر نیوتنی.
واضح ترین راه این است که طرح های سنتی زره بدن را با تقویت آنها با درج های ساخته شده از مواد کامپوزیت و سرامیک امیدوارکننده بهبود بخشید.در حال حاضر ، اکثر NIB مجهز به درجهای ساخته شده از فولاد مقاوم در برابر حرارت ، تیتانیوم یا کاربید سیلیکون است ، اما آنها به تدریج آنها را با عناصر زره کاربید بور ، که وزن کمتری دارند و مقاومت آنها به طور قابل توجهی بیشتر است ، جایگزین می کنند.
ساختار
جهت دیگر برای بهبود NIB ، جستجوی ساختار بهینه قرار دادن عناصر زرهی است که از یک سو ، باید حداکثر سطح بدن جنگنده را پوشش دهد ، و از سوی دیگر ، نباید محدود کننده او باشد. جنبش. به عنوان مثال ، هر چند نه کاملاً موفق ، اما جالب ، می توان به زره بدن Dragon Skin اشاره کرد که توسط شرکت آمریکایی Pinnacle Armor طراحی و تولید شده است. زره بدنه "پوست اژدها" دارای آرایش پوسته پوسته از عناصر زره است.
دیسک های پیوندی ساخته شده از کاربید سیلیکون با قطر 50 میلی متر و ضخامت 6 ، 4 میلی متر به دلیل انعطاف پذیری خاص طراحی و در عین حال مساحت کافی بزرگ از سطح محافظت شده ، راحتی استفاده از این NIB را فراهم می کند. به این طرح همچنین در برابر ضربه های مکرر گلوله های شلیک شده از سلاح های کوچک در فاصله نزدیک مقاومت می کند - "پوست اژدها" می تواند تا 40 ضربه از مسلسل Heckler & Koch MP5 ، تفنگ M16 یا اسلحه کلاشینکف را تحمل کند (تنها سوال این است که چقدر از کدام و کدام کارتریج؟).
مضرات طرح "پوسته پوسته" زره بدن عناصر زره ، عدم محافظت کامل سرباز در برابر صدمات فراتر از مانع است ، که منجر به صدمات جدی یا مرگ سربازان حتی بدون نفوذ به NIB می شود ، در نتیجه زره بدن این نوع آزمایشات ارتش آمریکا را پشت سر نگذاشته است. با این وجود ، توسط برخی از نیروهای ویژه و سرویس های ویژه ایالات متحده استفاده می شود.
یک طرح مشابه "پوسته پوسته" در زره بدن شوروی ZhZL-74 که برای محافظت شدید در برابر سلاح های سرد طراحی شده بود ، اجرا شد ، که در آن عناصر زره-دیسک های با قطر 50 میلی متر و ضخامت 2 میلی متر از آلیاژ آلومینیوم ABT-101 ساخته شده بود. استفاده شده.
با وجود کاستی های NIB "Dragon Skin" ، از پوسته پوسته شدن عناصر زره می توان در ترکیب با سایر انواع محافظ زره و عوامل ضربه گیر برای کاهش ضربه گلوله ها و تکه های فراتر از مانع استفاده کرد.
دانشمندان دانشگاه رایس آمریکا یک ساختار غیرمعمول ایجاد کرده اند که به جسم اجازه می دهد انرژی جنبشی را به طور موثرتری نسبت به یک جسم یکپارچه از همان مواد اولیه جذب کند. اساس کار علمی مطالعه خواص شبکه های نانولوله کربنی بود که به دلیل چیدمان ویژه رشته ها دارای چگالی فوق العاده بالایی با حفره هایی در سطح اتمی است که به آنها اجازه می دهد انرژی را با راندمان بالا در هنگام جذب جذب کنند. برخورد با اجسام دیگر از آنجا که هنوز امکان بازسازی کامل چنین ساختاری در مقیاس نانو در مقیاس صنعتی وجود ندارد ، تصمیم گرفته شد که این ساختار در اندازه های کلان تکرار شود. محققان از رشته های پلیمری استفاده کردند که می توانند روی چاپگر سه بعدی چاپ شوند ، اما در همان سیستم نانولوله ها چیده شده اند و در نهایت مکعب هایی با استحکام و قابلیت تراکم بالا به دست آمد.
برای آزمایش اثربخشی ساختار ، دانشمندان شی دوم را از همان ماده اما یکپارچه ایجاد کردند و یک گلوله به هر یک از آنها پرتاب شد. در حالت اول ، گلوله از قبل روی لایه دوم متوقف شد ، و در لایه دوم بسیار عمیق تر شد و باعث آسیب به کل مکعب شد - دست نخورده باقی ماند ، اما با ترک پوشیده شده است. یک مکعب پلاستیکی با ساختار ویژه نیز تحت فشار قرار گرفت تا قدرت آن تحت فشار آزمایش شود. در طول آزمایش ، جسم حداقل دو بار کوچک شد ، اما یکپارچگی آن نقض نشد.
فلز فوم
در مورد موادی که خواص آنها تا حد زیادی توسط ساختار تعیین می شود ، نمی توان به تحولات در زمینه فوم فلز - فوم فلز یا فلز کامپوزیت اشاره کرد. فلز فوم را می توان بر اساس آلومینیوم ، فولاد ، تیتانیوم ، سایر فلزات یا آلیاژهای آنها ایجاد کرد.
متخصصان دانشگاه کارولینای شمالی (ایالات متحده) یک فلز فوم فولادی با ماتریس فولادی ایجاد کرده اند که آن را بین لایه سرامیکی فوقانی و یک لایه نازک پایین آلومینیوم محصور کرده است. فلز فوم با ضخامت کمتر از 2.5 سانتی متر گلوله های سوراخ کننده زره 7 ، 62 میلی متری را متوقف می کند ، پس از آن سوراخ کمتر از 8 میلی متر در سطح پشتی باقی می ماند.
از جمله موارد دیگر ، صفحه کف به طور موثری اثرات اشعه ایکس ، گاما و نوترون را کاهش می دهد و همچنین دو برابر بهتر از فلز معمولی در برابر آتش و حرارت محافظت می کند.
یکی دیگر از مواد با ساختار توخالی ، یک فرم فوق سبک از فوم است که توسط آزمایشگاه های HRL در همکاری با بوئینگ ایجاد شده است. ماده جدید صد برابر سبک تر از پلی استایرن است - 99.99 air هوا است ، اما از استحکام بسیار بالایی برخوردار است. به گفته توسعه دهندگان ، اگر یک تخم مرغ با این ماده پوشانده شود و از ارتفاع 25 طبقه سقوط کند ، شکسته نمی شود. فوم حاصله آنقدر سبک است که می تواند روی قاصدک قرار گیرد.
نمونه اولیه از لوله های نیکل توخالی متصل به یکدیگر استفاده می کند که آرایش آنها شبیه به ساختار استخوان های انسان است که به مواد اجازه می دهد انرژی زیادی را جذب کنند. ضخامت دیواره هر لوله حدود 100 نانومتر است. به جای نیکل ، می توان از فلزات و آلیاژهای دیگر در آینده استفاده کرد.
این ماده یا آنالوگ آن ، و همچنین مواد پلیمری ساختار یافته فوق ، می تواند برای استفاده در NIB های امیدبخش به عنوان عناصر حمایت کننده سبک و بادوام جذب شوک طراحی شده باشد که برای به حداقل رساندن آسیب به بدن توسط گلوله های فراتر از مانع طراحی شده است.
فناوری نانو
یکی از امیدوارکننده ترین مواد ، که پیش بینی می شود به طور گسترده در صنایع مختلف قرن 21 استفاده شود ، گرافن است ، اصلاح دو بعدی آلوتروپیک کربن که توسط لایه ای از اتمهای کربن به ضخامت یک اتم تشکیل شده است. متخصصان اسپانیایی در حال توسعه یک زره بدن بر اساس گرافن هستند. توسعه زره گرافن در اوایل دهه 2000 آغاز شد. نتایج تحقیق امیدوار کننده تلقی می شود ، در سپتامبر 2018 ، توسعه دهندگان به آزمایش های عملی منتقل شدند. این پروژه توسط آژانس دفاعی اروپا تامین می شود و در حال حاضر با مشارکت متخصصان شرکت انگلیسی Cambridge Nanomaterials Technology ادامه دارد.
کارهای مشابهی در ایالات متحده در حال انجام است ، به ویژه در دانشگاه رایس و دانشگاه نیویورک ، جایی که آزمایش هایی برای بمباران ورق های گرافن با اجسام جامد انجام شد. انتظار می رود که زره گرافن به طور قابل توجهی قوی تر از کولار باشد و برای بهترین نتایج با زره سرامیکی ترکیب شود. بزرگترین چالش تولید گرافن در مقادیر صنعتی است. با این حال ، با توجه به پتانسیل این ماده در صنایع مختلف ، شکی نیست که راه حلی پیدا خواهد شد. طبق اطلاعات داخلی که در دسامبر 2019 در صفحات رسانه های تخصصی ظاهر شد ، هواوی قصد دارد گوشی هوشمند P40 را با باتری گرافن (با الکترودهای گرافن) در اوایل سال 2020 به بازار عرضه کند ، که ممکن است نشان دهنده پیشرفت چشمگیر در تولید صنعتی گرافن باشد. به
در پایان سال 2007 ، دانشمندان اسرائیلی یک ماده خود ترمیمی بر اساس نانوذرات دی سولفید تنگستن (نمک فلز تنگستن و اسید سولفید هیدروژن) ایجاد کردند. نانوذرات دی سولفید تنگستن تشکیلاتی شبیه به فولرن یا نانولوله ای هستند. نانولوله ها دارای ویژگی های مکانیکی رکوردی هستند که اساساً برای سایر مواد غیرقابل دسترسی است ، انعطاف پذیری و استحکام شگفت انگیزی دارد که در آستانه قدرت پیوندهای شیمیایی کووالانسی است.
این امکان وجود دارد که در آینده ، جلیقه های ضد گلوله پر از این ماده بتوانند از نظر ویژگی ها از سایر مدلهای NIB موجود و امیدوارکننده پیشی بگیرند.در حال حاضر ، توسعه NIB بر اساس نانولوله های دی سولفید تنگستن به دلیل هزینه بالای سنتز مواد اولیه در مرحله تحقیقات آزمایشگاهی است. با این وجود ، یک شرکت بین المللی خاص در حال حاضر نانوذرات تنگستن و دی سولفید مولیبدن را به میزان کیلوگرم در سال با استفاده از فناوری ثبت شده تولید می کند.
یک شرکت بزرگ دفاعی انگلیسی ، Bae Systems ، در حال توسعه یک زره بدن پر از ژل است. در یک زره بدن پر از ژل ، قرار است فیبر آرامید را با مایع غیر نیوتنی آغشته کند ، که دارای خاصیت سفت شدن فوری هنگام ضربه است. اعتقاد بر این است که "زره مایع" یکی از مناطق امیدوار کننده برای توسعه NIB امیدوار کننده است. چنین کاری در روسیه در رابطه با تجهیزات امیدوار کننده برای سربازان "Ratnik-3" انجام می شود.
بنابراین ، می توان نتیجه گرفت که NIB های امیدوار کننده با استفاده از جدیدترین فناوری ها در خط مقدم پیشرفت فناوری ایجاد می شوند. اگر در مورد سلاح های کوچک صحبت کنیم ، در اینجا چنین شورش فناوری مشاهده نمی شود. دلیل این امر ، عدم نیاز یا محافظه کاری صنعت اسلحه چیست؟
بسیاری از پروژه های NIB های امیدوارکننده قطعاً متوقف خواهند شد ، اما برخی از آنها مطمئناً "تیراندازی" خواهند کرد و احتمالاً همه سلاح های کوچک قرن بیستم را منسوخ می کنند ، همانطور که در زمان خود کمان ، تیر کمان و اسلحه های کوچک پر از پوزه منسوخ شد. به علاوه بر این ، زره بدن تنها تجهیزات مهم یک جنگنده نیست که بتواند بقاء او را در جنگ به طور اساسی افزایش دهد.
