يجب أن تكون المهمة الأكثر أهمية التي تم حلها بواسطة الأسلحة الصغيرة الواعدة التي يتم تطويرها في إطار برنامج NGSW الأمريكي هي ضمان الاختراق المضمون للدروع الواقية الحديثة والمتقدمة المطورة في مختبرات الأسلحة الرائدة في العالم. قبل العودة إلى مشكلة تطوير "سيف" ، وهو سلاح صغير واعد قادر على مواجهة الأسلحة الأمريكية التي تم تطويرها في إطار برنامج NGSW بشكل فعال ، يُنصح بالتعرف على "الدرع" - تقنيات إنشاء دروع واقية شخصية واعدة (NIB).
هناك رأي مفاده أن مشكلة اختراق NIB بعيدة المنال ، لأنه إذا أصابت رصاصة العدو ، فسيكون إما مصابًا لدرجة أنه لن يكون قادرًا على الاستمرار في المشاركة بنشاط في الأعمال العدائية ، أو يجب أن تكون الإصابة في الجزء غير المحمي بعناصر الدروع من الجسم. إذا حكمنا من خلال برنامج NGSW ، فإن القوات المسلحة الأمريكية لا تعتبر هذه المشكلة بعيدة المنال. تكمن المشكلة في أن معدل تحسين NIB الواعد يتقدم حاليًا بشكل كبير عن معدل تحسين الأسلحة الصغيرة. والقوات المسلحة الأمريكية تحاول فقط تحقيق اختراق في اتجاه تحسين جذري لخصائص الأسلحة الصغيرة ، والسؤال هو ، هل ستنجح؟
هناك طريقتان رئيسيتان لزيادة اختراق دروع الذخيرة - زيادة طاقتها الحركية وتحسين شكل ومواد الذخيرة / قلب الذخيرة (بالطبع ، لا نتحدث عن الذخيرة المتفجرة أو المتراكمة أو المسمومة). وهنا نصل إلى حد معين. الرصاصة أو النواة مصنوعة من سبائك السيراميك ذات الصلابة العالية والكثافة العالية بما يكفي (لزيادة الكتلة) ، ويمكن جعلها أكثر صلابة وأقوى ، وبالكاد تكون أكثر كثافة. إن زيادة كتلة رصاصة من خلال زيادة أبعادها أمر مستحيل عمليا في الأبعاد المقبولة للأسلحة الصغيرة المحمولة باليد. لا تزال هناك زيادة في سرعة الرصاصة ، على سبيل المثال ، إلى سرعة تفوق سرعة الصوت ، ولكن في هذه الحالة ، يواجه المطورون صعوبات هائلة ، في شكل نقص في الدوافع الضرورية ، وارتداء برميل سريع للغاية وارتداد عالي يعمل على الرامي. وفي الوقت نفسه ، فإن تحسين بنك الاستثمار القومي يسير بشكل مكثف.
المواد
منذ نشأتها ، قطعت الدروع الواقية للبدن شوطًا طويلاً من الدروع والألواح الفولاذية إلى الدروع الواقية للبدن الحديثة المصنوعة من قماش الأراميد مع حشوات مصنوعة من البولي إيثيلين عالي الكثافة عالي الكثافة (UHMWPE) وكربيد البورون.
يتحسن NIB في مجالات البحث عن مواد جديدة ، وإنشاء عناصر دروع مركبة ومعدنية من السيراميك ، وتحسين شكل وهيكل عناصر NIB ، بما في ذلك على المقياس الصغير والنانو ، مما سيبدد بشكل فعال طاقة الرصاص والشظايا. كما يتم العمل على حلول أكثر غرابة ، مثل "درع سائل" يعتمد على السوائل غير النيوتونية.
تتمثل الطريقة الأكثر وضوحًا في تحسين التصميمات التقليدية للدروع الواقية من الرصاص من خلال تقويتها بإدخالات مصنوعة من مواد مركبة وسيراميك واعدة.في الوقت الحالي ، تم تجهيز معظم NIB بإدخالات مصنوعة من الفولاذ المقوى بالحرارة أو التيتانيوم أو كربيد السيليكون ، لكنها تستبدلها تدريجياً بعناصر درع من كربيد البورون ، والتي لها وزن أقل ومقاومة أعلى بكثير.
بنية
هناك اتجاه آخر لتحسين NIB وهو البحث عن الهيكل الأمثل لوضع العناصر المدرعة ، والتي ، من ناحية ، يجب أن تغطي أقصى مساحة لسطح جسم المقاتل ، ومن ناحية أخرى ، يجب ألا تقيده. حركة. كمثال ، على الرغم من أنه ليس ناجحًا تمامًا ، ولكنه تطور مثير للاهتمام ، يمكن للمرء أن يستشهد بدرع الجسم Dragon Skin ، المصمم والمصنع من قبل شركة Pinnacle Armor الأمريكية. درع الجسم "جلد التنين" له ترتيب متقشر من عناصر الدروع.
توفر الأقراص المستعبدة المصنوعة من كربيد السيليكون بقطر 50 مم وسمك 6 ، 4 مم الراحة في ارتداء NIB هذا نظرًا لمرونة معينة في التصميم وفي نفس الوقت مساحة كبيرة بدرجة كافية من السطح المحمي. يوفر هذا التصميم أيضًا مقاومة للضربات المتكررة للرصاص الذي يتم إطلاقه من الأسلحة الصغيرة من مسافة قريبة - يمكن لـ "Dragon Skin" تحمل ما يصل إلى 40 إصابة من مدفع رشاش Heckler & Koch MP5 أو بندقية M16 أو بندقية هجومية كلاشينكوف (السؤال الوحيد هو كم من أي خرطوشة وأي خرطوشة؟).
عيب تصميم الدروع "المتقشرة" لعناصر الدروع هو النقص شبه الكامل في حماية الجندي من الإصابة خارج الحاجز ، مما يؤدي إلى إصابات خطيرة أو وفاة الجنود حتى دون اختراق NIB ، ونتيجة لذلك من هذا النوع لم يجتاز اختبارات الجيش الأمريكي. ومع ذلك ، يتم استخدامها من قبل بعض القوات الخاصة والخدمات الخاصة للولايات المتحدة.
تم تنفيذ مخطط "متقشر" مماثل في الدروع السوفيتية ZhZL-74 المصممة للحماية القصوى من الأسلحة الباردة ، حيث كانت أقراص العناصر المدرعة بقطر 50 مم وسمك 2 مم مصنوعة من سبائك الألومنيوم ABT-101 تستخدم.
على الرغم من أوجه القصور في NIB "Dragon Skin" ، يمكن استخدام الترتيب المتقشر لعناصر الدروع مع أنواع أخرى من حماية الدروع وعناصر امتصاص الصدمات لتقليل تأثير الرصاص والشظايا خارج الحاجز.
طور علماء من جامعة رايس الأمريكية بنية غير عادية تسمح للجسم بامتصاص الطاقة الحركية بكفاءة أكبر من الجسم المترابط من نفس المادة الخام. كان أساس العمل العلمي هو دراسة خصائص ضفائر الأنابيب النانوية الكربونية ، والتي تتميز بكثافة عالية جدًا بسبب الترتيب الخاص للخيوط ، مع وجود تجاويف على المستوى الذري ، مما يسمح لها بامتصاص الطاقة بكفاءة عالية عند الاصطدام بأشياء أخرى. نظرًا لأنه ليس من الممكن إعادة إنتاج مثل هذا الهيكل بالكامل على المقياس النانوي على نطاق صناعي ، فقد تقرر تكرار هذا الهيكل في أحجام كبيرة. استخدم الباحثون خيوط بوليمر يمكن طباعتها على طابعة ثلاثية الأبعاد ، لكنها مرتبة في نفس نظام الأنابيب النانوية ، وانتهى الأمر بمكعبات عالية القوة وقابلية الانضغاط.
لاختبار فعالية الهيكل ، ابتكر العلماء جسمًا ثانيًا من نفس المادة ، ولكن متجانسة ، وأطلقت رصاصة في كل منها. في الحالة الأولى ، توقفت الرصاصة بالفعل على الطبقة الثانية ، وفي الثانية تعمقت كثيرًا وتسببت في تلف المكعب بأكمله - بقيت سليمة ، لكنها مغطاة بالشقوق. كما تم الضغط على مكعب بلاستيكي بهيكل خاص لاختبار قوته تحت الضغط. أثناء التجربة ، تقلص الجسم مرتين على الأقل ، لكن سلامته لم تنتهك.
معدن رغوي
عند الحديث عن المواد ، التي يتم تحديد خصائصها إلى حد كبير من خلال الهيكل ، لا يسع المرء إلا أن يذكر التطورات في مجال المعدن الرغوي - المعدن أو الرغوة المعدنية المركبة. يمكن إنشاء معدن الرغوة على أساس الألومنيوم أو الفولاذ أو التيتانيوم أو معادن أخرى أو سبائكها.
طور متخصصون من جامعة نورث كارولينا (الولايات المتحدة الأمريكية) معدنًا رغويًا فولاذيًا مع مصفوفة فولاذية ، ووضعها بين الطبقة الخزفية العلوية وطبقة سفلية رقيقة من الألومنيوم. المعدن الرغوي الذي يقل سمكه عن 2.5 سم يوقف طلقات خارقة للدروع من 7 ، 62 مم ، وبعد ذلك يبقى ثقب أقل من 8 مم على السطح الخلفي.
من بين أشياء أخرى ، تقلل لوحة الرغوة بشكل فعال من تأثيرات الأشعة السينية وأشعة جاما والنيوترون ، كما أنها تحمي من النار والحرارة مرتين أفضل من المعدن التقليدي.
مادة أخرى ذات بنية مجوفة هي شكل خفيف للغاية من الرغوة ، تم إنشاؤه بواسطة HRL Laboratories بالاشتراك مع Boeing. المادة الجديدة أخف بمئة مرة من البوليسترين - إنها هواء بنسبة 99.99٪ ، لكنها تتمتع بصلابة عالية للغاية. وفقًا للمطورين ، إذا كانت البيضة مغطاة بهذه المادة ، وسقطت من ارتفاع 25 طابقًا ، فلن تنكسر. الرغوة الناتجة خفيفة للغاية بحيث يمكن أن ترقد على الهندباء.
يستخدم النموذج الأولي أنابيب نيكل مجوفة متصلة ببعضها البعض ، ويكون ترتيبها مشابهًا لبنية عظام الإنسان ، مما يسمح للمادة بامتصاص قدر كبير من الطاقة. يبلغ سمك جدار كل أنبوب حوالي 100 نانومتر. بدلاً من النيكل ، يمكن استخدام معادن وسبائك أخرى في المستقبل.
يمكن اعتبار هذه المادة أو نظيرتها ، بالإضافة إلى مادة البوليمر المهيكلة المذكورة أعلاه ، للاستخدام في NIBs الواعدة كعناصر خفيفة ودائمة لامتصاص الصدمات مصممة لتقليل الضرر الذي يلحق بالجسم بالرصاص خارج الحاجز.
تقنية النانو
يعد الجرافين أحد أكثر المواد الواعدة ، والتي يُتوقع استخدامها على نطاق واسع في العديد من الصناعات في القرن الحادي والعشرين ، وهو تعديل ثنائي الأبعاد للكربون يتكون من طبقة من ذرات الكربون بسمك ذرة واحدة. يقوم الخبراء الإسبان بتطوير دروع واقية من الجرافين. بدأ تطوير درع الجرافين في بداية العقد الأول من القرن الحادي والعشرين. تعتبر نتائج البحث واعدة ، في سبتمبر 2018 انتقل المطورون إلى الاختبارات العملية. المشروع ممول من قبل وكالة الدفاع الأوروبية وهو مستمر حاليا ، بمشاركة متخصصين من شركة Cambridge Nanomaterials Technology البريطانية.
يجري عمل مماثل في الولايات المتحدة ، ولا سيما في جامعة رايس وجامعة نيويورك ، حيث أجريت تجارب لقصف صفائح الجرافين بأشياء صلبة. من المتوقع أن يكون درع الجرافين أقوى بكثير من درع الكيفلار وسيتم دمجه مع درع السيراميك للحصول على أفضل النتائج. التحدي الأكبر هو إنتاج الجرافين بكميات صناعية. ومع ذلك ، نظرًا لإمكانات هذه المواد في مختلف الصناعات ، فلا شك في أنه سيتم العثور على حل. وفقًا للمعلومات الداخلية التي ظهرت على صفحات وسائل الإعلام المتخصصة في ديسمبر 2019 ، تخطط هواوي لإطلاق الهاتف الذكي P40 ببطارية الجرافين (مع أقطاب الجرافين) في السوق في أوائل عام 2020 ، مما قد يشير إلى تقدم كبير في الإنتاج الصناعي للجرافين..
في نهاية عام 2007 ، ابتكر العلماء الإسرائيليون مادة ذاتية الشفاء تعتمد على الجسيمات النانوية من ثاني كبريتيد التنجستن (ملح من معدن التنجستن وحمض كبريتيد الهيدروجين). جسيمات ثاني كبريتيد التنجستن النانوية عبارة عن تكوينات تشبه الفوليرين أو تكوينات أنبيبات نانوية. تمتلك الأنابيب النانوية خصائص ميكانيكية قياسية لا يمكن الوصول إليها بشكل أساسي بالنسبة للمواد الأخرى ، ومرونة وقوة مذهلة ، وهي على وشك قوة الروابط الكيميائية التساهمية.
من الممكن في المستقبل أن تتفوق السترات الواقية من الرصاص المملوءة بهذه المادة في الخصائص على جميع نماذج NIB الأخرى الحالية والواعدة.في الوقت الحالي ، لا يزال تطوير NIB على أساس الأنابيب النانوية لثاني كبريتيد التنغستن في مرحلة البحث المخبري بسبب التكلفة العالية لتركيب المواد الأولية. ومع ذلك ، فإن شركة دولية معينة تنتج بالفعل جسيمات نانوية من التنجستن وثاني كبريتيد الموليبدينوم بكمية عدة كيلوغرامات في السنة باستخدام تقنية حاصلة على براءة اختراع.
تقوم شركة دفاع بريطانية كبرى ، Bae Systems ، بتطوير دروع واقية مملوءة بالهلام. في الدروع الواقية للبدن المملوءة بالهلام ، من المفترض أن تشرب ألياف الأراميد بسائل غير نيوتوني ، والذي له خاصية التصلب فورًا عند الاصطدام. يُعتقد أن "الدروع السائلة" هي واحدة من أكثر المجالات الواعدة لتطوير NIB الواعدة. يتم تنفيذ هذا العمل في روسيا فيما يتعلق بالمجموعة الواعدة من المعدات للجنود "راتنيك -3".
وبالتالي ، يمكن استنتاج أنه من المخطط إنشاء NIBs الواعدة باستخدام أحدث التقنيات في طليعة التقدم التكنولوجي. إذا تحدثنا عن الأسلحة الصغيرة ، فعندئذٍ لا يتم ملاحظة مثل هذا الشغب التكنولوجي. ما سبب ذلك نقص الحاجة أم المحافظة على صناعة السلاح؟
من المؤكد أن العديد من مشاريع NIB الواعدة ستتوقف عن العمل ، ولكن بعضها بالتأكيد سوف "يطلق النار" ، وربما يجعل جميع الأسلحة الصغيرة في القرن العشرين عفا عليها الزمن ، تمامًا كما أصبحت الأقواس والأقواس المستعرضة والأسلحة الصغيرة المحملة بالكمامة عفا عليها الزمن في وقتهم. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الدروع الواقية للبدن ليست القطعة المهمة الوحيدة للمقاتل التي يمكن أن تزيد بشكل جذري من بقائه على قيد الحياة في المعركة.
