أصبحت زيادة الوعي الظرفي للسائقين والأطقم قضية رئيسية ، حيث تتطلب المعارك غير المتكافئة تقييمًا أفضل للوضع حول السيارة ، من حيث التشغيل والسلامة
هذا الأخير يرجع إلى حد كبير إلى البيئة المحيطة ، عندما تتحرك المركبة القتالية في كثير من الأحيان على طرق المدينة المسدودة بحركة المرور المدنية من السيارات والدراجات النارية والدراجات والمشاة ؛ أي حادث يمكن أن يكون له عواقب وخيمة على العلاقة مع السكان المحليين ، ويؤثر سلبا على العملية "لكسب القلوب والعقول". بالمعنى الدقيق للكلمة ، من وجهة نظر الجيش ، فإن القدرة على رؤية ما يجب رؤيته عن قرب يسمح للسائق باستخدام قدرات السيارة بالكامل ، والمظليين لتقييم الموقف بشكل كامل وزيادة فعالية أفعالهم عند الهبوط من السيارة.
في عالم افتراضي متزايد ، تسعى العديد من الشركات إلى إيجاد حلول رقمية ، يُشار إليها غالبًا باسم "الأمان الشفاف" ، باستخدام أجهزة استشعار لتزويد السائق والطاقم بالصور التي يمكنهم "اللعب" بها ، وإضافة عناصر الواقع الافتراضي إليهم في النهاية لتحسين مستوى القيادة أو فعالية قتالية. في حين أن الشاشات العريضة في مقصورة القوات لناقلات الجند المدرعة أو مركبات قتال المشاة أصبحت شائعة جدًا ، ويتم اختبار أماكن عمل السائق الافتراضية بالكامل ، تظل الاعتبارات المريحة في المقدمة. ومع ذلك ، يتم استخدام أسطح شفافة أكبر بشكل متزايد. في الآونة الأخيرة ، تم تجهيز المركبات المدرعة الخفيفة ، المستخدمة بشكل رئيسي في مهام الاستطلاع ، بزجاج أمامي واسع ونوافذ جانبية. الأمر نفسه ينطبق على فئة نقل جنود MRAP ، التي ظهرت خلال الحرب في العراق وأفغانستان في أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين. فيما يتعلق بالمركبات القتالية ، تمارس بعض الشركات استخدام الزجاج الأمامي الواسع من أجل تحسين رؤية العالم الخارجي للسائق والقائد.
عادةً ما يكون متوسط نسبة الكتلة بين الدروع الشفافة التقليدية والدروع غير الشفافة تقريبًا 4: 1. نظرًا لأن الزجاج المدرع يقع دائمًا في الجزء العلوي من السيارة ، فإن المشكلة ليست فقط في الكتلة نفسها ، مما يقلل من الحمولة الصافية ، ولكن أيضًا في مركز الثقل ، الذي يرتفع حتماً ، مما يقلل من الاستقرار. بالإضافة إلى ذلك ، لا تتناسب الحماية الشفافة التقليدية مع قاعدة زيادة مستوى الحماية ، نظرًا لأن مشاكل نقل الضوء وتشوه الصورة تتزايد مع سماكة الزجاج. التكلفة عنصر أساسي آخر في معادلة الدروع الشفافة: الحلول الغريبة التي قدمتها بالفعل العديد من الشركات المصنعة تعتمد في الغالب على السيراميك الشفاف ، لكنها تظل أغلى بكثير من الزجاج التقليدي.
ومع ذلك ، من أجل تقييم التكاليف الإضافية بشكل واقعي ، يجب أن نوازن بين الإيجابيات والسلبيات: الزجاج الأخف يعني إما زيادة الحمولة الصافية أو تقليل التآكل على المكونات الميكانيكية. نظرًا لتقليل السماكة أيضًا ، فإن هذا يوفر وزن الإطارات الزجاجية. يمكن للعديد من المركبات التي يتم تصنيعها حاليًا بمستوى أساسي من الحماية قبول مجموعات بديلة لزيادة هذا المستوى ، وهذا صحيح تمامًا بالنسبة للدروع الشفافة.الحل الأخف وزنا الذي يوفر مستوى كاملًا من الحماية يتجنب إضافة مجموعة دروع شفافة ، مما يخلق مشاكل أكثر بكثير من إضافة مجموعة درع غير شفافة فيما يتعلق: أولاً ، الخصائص ، حيث أصبحت الخصائص البصرية حرجة ، وثانيًا ، الخدمات اللوجستية ، نظرًا لاستخدام درع شفاف عدة من الضروري التعامل معها بعناية أكبر من مجموعات التدريع غير الشفافة. يحل مصنعو الدروع الشفافة مشكلات أخرى ، بما في ذلك: عمر الخدمة - تقل قوة الزجاج المضاد للرصاص بمرور الوقت ؛ التكلفة - كلما طال عمر الخدمة ، قل التأثير على تكاليف دورة حياة الجهاز ؛ مقاومة العوامل الخارجية ، مثل العواصف الرملية ؛ القدرة على تحمل التقلبات الكبيرة في درجات الحرارة ، مثل استخدام نظام تكييف الهواء في المناطق شديدة الحرارة.
كما ذكرنا ، تكمن ميزة جميع الأنظمة الرقمية في التطبيق المبسط للتقنيات الافتراضية ، حيث يمكن إضافة عناصر من الواقع الافتراضي بسهولة. ومع ذلك ، فإن هذا ممكن جزئيًا بالنسبة للزجاج المضاد للرصاص ، على سبيل المثال ، يتم حاليًا تنفيذ إسقاط البيانات المتعلقة بالقيادة على الزجاج الأمامي في المركبات التجارية (هذا تطوير إضافي لتقنية عرض لوحة العدادات على الزجاج الأمامي لقمرة القيادة).
الشركة الألمانية GuS هي واحدة من الشركات الأوروبية الرئيسية المصنعة للزجاج المدرع للأغراض العسكرية. في الآونة الأخيرة ، تمكنت من تقليل كثافته المحددة بأكثر من 10 ٪ ، على التوالي ، لتقليل السماكة وزيادة انتقال الضوء. من بين أحدث منتجاتها الزجاج بمستوى الحماية 4 ، الذي تبلغ كثافته الآن 294 كجم / م 2 ، وسمكه 124 مم ونفاذية الضوء بنسبة 73٪ ، وزجاجه بمستوى الحماية 3 أخف بنسبة 20٪ تقريبًا من الإصدار السابق ، الخصائص هي على التوالي 177 كجم / م 2 و 86 مم و 85٪. طورت شركة GuS ، التي تم تركيب زجاجها المضاد للرصاص على العديد من المركبات التي يديرها الجيش الألماني في أفغانستان ، حلاً فعالاً من حيث التكلفة يسمى "الإصلاح السريع" ، والذي يسمح للمركبات التي تعرضت أسطحها الشفافة للتلف بسبب الخدوش بالعودة إلى الخدمة بسرعة دون استبدال زجاج أمامي من قطعة واحدة. في عام 2017 ، ستعرض الشركة الألمانية من Lubbecke مادة سيراميك شفافة جديدة تم تطويرها بالتعاون مع CeramTec (انظر أدناه) قادرة على تحمل التهديدات من المستوى 2 إلى المستوى 4. كما أن GuS هو أيضًا أحد الموردين الرئيسيين للمناظير. والمركبات المدرعة ذات العجلات مجهزة بهذه الأنظمة. لقد طورت مناظير عريضة مع مجال رؤية رأسي متزايد ، مما يوفر رؤية مثالية للسائق والقائد ويحل محل الزجاج الأمامي ، مع ضمان مستويات حماية عالية ، حتى الرابع أو الخامس. هذا يقلل بشكل كبير من تكلفة ووزن الزجاج الأمامي النموذجي من المستوى 4 الذي يزيد وزنه عن 300 كجم ، بينما يضيف حل GuS 50 كجم فقط إلى وزن السيارة.
تستخدم الشركة الألمانية IBD ، باعتبارها أحد موردي حلول الحجز ، تقنيات السيراميك بنشاط ، وخاصة السيراميك النانوي. لذلك فليس من المستغرب أن شركة متخصصة في الدروع غير الشفافة طورت درعًا شفافًا يعتمد على السيراميك ، والذي تم استخدامه بالفعل في الممارسة لبعض الوقت ، ولكنه الآن في مرحلة التأهيل النهائية في بلدين. تبلغ كثافة محلول المستوى 3 56 كجم / م 2 ، وهو أقل من ثلث كثافة الزجاج المدرع التقليدي. تعتمد هذه التقنية على عملية ربط خاصة تسمح لـ IBD بتشكيل بلاط صغير في لوحة شفافة كبيرة ، والتي سيتم تغطيتها بعد ذلك بطبقات دعم من الزجاج المقسى. وفقًا لـ IBD ، فإن الانعراج أقل من الزجاج المضاد للرصاص التقليدي ، وبقية الخصائص البصرية على الأقل ليست أسوأ. تعمل الشركة باستمرار على خفض التكلفة ، وهدفها هو إنتاج منتجات لا تزيد عن 50٪ أغلى من الحلول القياسية.
تنشط شركة Saint-Gobain الفرنسية أيضًا في مجال الحماية الشفافة ، حيث تقدم الحلول التقليدية والسيراميك. هذا الأخير معروف تحت العلامة التجارية SAFirE ويوفر انخفاضًا بنسبة 65 ٪ في كثافة السطح مقارنة بالزجاج القياسي مع تقليل سمك بأكثر من 30 ٪.
تقوم الشركة الإيطالية Isoclima حاليًا بتصنيع ألواح زجاجية مضادة للرصاص تسمح بالتركيب الجاف ؛ تم إغلاقها للحفاظ على المذيبات والرطوبة بالخارج والسماح باستبدال الزجاج باستخدام نفس الإطار. من حيث الأداء ، وفقًا لأحدث البيانات المتاحة ، يتم تحقيق المستوى 3 بكثافة 157-162 كجم / م 2 وبسمك 9 مم ، والمستوى 2 عند 125-130 كجم / م 2 و 59 مم ، على الرغم من البحث قد يؤدي تقسيم Isoclima إلى تحسين معامل "الحماية / الكتلة". تقوم Iveco DV حاليًا بتثبيت زجاج Isoclima على شاحنات LMV و MMV و Astra المجهزة بكابينات مصفحة. وفقًا للشركة ، بدأ العملاء أيضًا في طلب زجاج مصفح للحماية من الرصاص عيار 12.7 مم ، وهو قادر على توفير مستوى مماثل من الحماية بكثافة زجاجية تبلغ 235 كجم / م 2 وسماكة 108 مم. تعمل Isoclima أيضًا على حلول السيراميك ، بالتعاون مع CeramTec في الغالب. تقوم الشركة بتطوير مادة لاصقة بنفس انعكاسية السيراميك الشفاف ، بحيث يكون خط الغراء بين البلاط غير مرئي تقريبًا. لتوفير إمكانات متعددة التأثير ، يتم استخدام بلاط مقاس 90 × 90 مم ، ويمكن أن تتحمل اللوحة الكاملة مقاس 500 × 500 مم الملصقة من هذا البلاط إصابة تصل إلى 12 رصاصة. يهدف Isoclima إلى تقليل الوزن بنسبة 35٪ والسمك بنسبة 40٪. ومع ذلك ، إذا كانت المقاومة لضرب FSP 20 مم (مقذوف محاكاة الشظية هو أحد أجهزة محاكاة التجزئة القياسية [في الناتو]) ، تعتقد Isoclima أن تقليل الوزن بنسبة 50٪ يمكن تحقيقه.
تعتبر شركة Oran Safety Glass (OSG) الإسرائيلية واحدة من الشركات العالمية الرائدة في مجال الحماية الشفافة. تم تطوير أفضل منتج تحت علامة CeraLite التجارية بالتعاون مع شركة CeramTec الألمانية. مثل جميع الواقيات الخزفية الشفافة ، يتكون CeraLite من عدة بلاطات يتم لصقها معًا لتشكيل ألواح بالحجم المطلوب. وفقًا للشركة الإسرائيلية ، تسمح تقنية المواد المتبلورة (CM) بتخفيض الوزن بنسبة 50-60٪. في حين أن زجاج STANAG المستوى 4 القياسي ، المصنوع وفقًا للتقنية التقليدية (الزجاج بالإضافة إلى البولي كربونات) ، له كثافة تبلغ 284 كجم / م 2 ، في CeraLite يتم تقليله بنسبة 50 ٪ تقريبًا ، إلى 146 كجم / م 2 ، والتي يمكن إضافتها تخفيض وزن الإطار للزجاج بنسبة 40٪. كما أن لديها نقلًا أفضل للضوء نظرًا لسمكها المنخفض ، كما تعمل على تحسين أداء نظارات الرؤية الليلية على النظارات التقليدية. عند الاصطدام ، يتصرف CeraLite بشكل أفضل من الزجاج الكلاسيكي ، ويتم تقليل "نسيج العنكبوت" من الشقوق حول موقع التأثير ، وتزداد خصائص الصدمات المتعددة. تم اختبار CeraLite في المعامل الألمانية والأمريكية ويتم تقديمه حاليًا بالتوازي مع العملاء الأوروبيين والأمريكيين. تظل التكلفة أعلى بكثير من تكلفة الحلول التقليدية ، على الرغم من انخفاضها في العامين الماضيين بنسبة 30٪. أي أن هذا النوع من الدروع الشفافة يستخدم فقط عندما تكون مشكلة الكتلة حرجة للغاية.
تم تثبيت درع شفاف جديد على المركبات الخاصة لقوات العمليات الخاصة التابعة للقوات المسلحة الإسرائيلية. التوجه نحو الحلول الغريبة لا يوقف البحث والتطوير في المجالات الأكثر تقليدية. أحدث حلول الأمان الشفافة من OSG من المستوى 4 تبلغ كثافة 269 كجم / م 2 وسمك 122 مم ، أي 5٪ وزن أقل من الزجاج السابق. تشارك الشركة في برنامجين أمريكيين رئيسيين JLTV و M-ATV. من الواضح أنه في كلتا الحالتين تقدم OSG حل ADI الخاص بها ، والذي يختلف في أنه يتم استخدام مادة ملكية مختلفة على الأسطح الداخلية بدلاً من البولي كربونات. تم تطوير مادة الحماية من الشظايا بواسطة أو إس جي لتكون ذات أداء حراري مشابه لأداء الزجاج ، حيث أن هذا يقلل بشكل كبير من التشوه ، وهو أحد المشاكل الرئيسية التي تقلل من عمر الحماية الشفافة.تم إجراء الاختبارات في درجات حرارة منخفضة جدًا وعالية جدًا من -40 درجة مئوية إلى +70 درجة مئوية وفي رطوبة تزيد عن 90٪ ؛ بعد ما يقرب من عامين من الاختبار المستمر ، كانت العينة لا تزال في حالة جيدة. وفقًا للشركة ، يمكن أن يستمر نظام ADI مرتين أطول من الزجاج المدرع التقليدي ، مما يقلل بشكل كبير من تكاليف دورة حياة السيارة ، على الرغم من أن سعر الشراء قد يكون أعلى قليلاً. فيما يتعلق بالوعي الظرفي ، تقوم OSG بتطوير شاشة تعمل باللمس من ScreeneX ، والتي تتميز بشاشة رقمية مدمجة في الزجاج الأمامي لزيادة مساحة السائق.
طورت شركة KRD Group الألمانية تقنيات جعلت من الممكن الحصول على حماية شفافة من البلاستيك تمامًا. في البداية ، تم تسويق منتجاتها من خلال شركة أخرى ؛ ظهرت KRD منذ عامين فقط وأصبحت منتجاتها معروفة الآن تحت العلامة التجارية Kasiglas. طورت الشركة مادة متعددة الطبقات مصنوعة من بلاستيك نقي عالي الشفافية يضمن انتقال الضوء بنسبة تزيد عن 90٪. هذا يسمح للأشكال المسطحة وكذلك المنحنية بزوايا قولبة غير مسبوقة. يتم تقديم المنتجات بمستويات الحماية 2 و 3 و 4 على التوالي بكثافة 144 و 238 و 396 كجم / م 2 وبسمك 121 و 201 و 330 ملم. على الرغم من أن مادة Kasiglas أكثر سمكًا من الزجاج القياسي المضاد للرصاص ، إلا أنها توفر شفافية أعلى وتحتفظ برؤية أفضل حتى عند اصطدامها برصاصات متعددة ، عندما لا يتمكن الزجاج القياسي من توفير أي رؤية على الإطلاق. أظهرت الاختبارات المقارنة التي أجريت في إيطاليا أن النموذج الأولي مع المستوى الثالث من الحماية صمد أمام تأثير ست رصاصات خارقة للدروع مقاس 7.62 × 51 ملم وست رصاصات عيار 7.62 × 54 ملم من مسافة قريبة ، مع الحفاظ على الرؤية الجيدة. أظهرت الاختبارات الأخرى التي أجريت في ألمانيا أن الإطار والزجاج لا يزالان على حالهما بعد انفجار لغم أو عبوة ناسفة. تضمن لوحات Kasiglas ذات الحماية من المستوى 3 أيضًا إصابة شظايا الشحن المتتالية والمتزامنة في القطاع من 0 درجة إلى 45 درجة وقنبلة RPG-7 بزاوية 45 درجة.
تعتبر مقاومة الضربات المتعددة والمقاومة العالية لموجة الانفجار والتأثير القوي والمقذوفات مثل نواة الصدمة ورسوم التجزئة إحدى المزايا الرئيسية للحلول البلاستيكية ، ولكن عيوبها هي الوزن والسمك. بالتعاون مع Bundeswehr الألمانية ، تنفذ KRD برنامجًا لتطوير حل هجين من السيراميك والبلاستيك يستغل نقاط القوة في المادتين. تتضمن هذه الدراسة ثلاثة أهداف: تأكيد الجدوى الفنية لمثل هذا الحل ، وتطوير حل الطبقة الرابعة بوزن وسمك مقبول ، وتطوير حل خفيف الوزن من الطبقة الثالثة. تم التحقق من الخاصية الأولى ؛ اختبرت أيضًا محلولًا من المستوى 4 بكثافة 270 كجم / م 2 ، والذي يتميز بخصائص البلاستيك ، ويتحمل انفجار المناجم والعبوات الناسفة ، ولكنه يترك السيراميك مع القدرة على تحمل الرصاص الخارق للدروع. أما الرؤية بعد الضربات المتعددة فتعتمد على طاقة الرصاص والقذائف. يحافظ الحل ذو مستوى الحماية 4 على الرؤية الجيدة بعد أن يصاب برصاص 7.62 ملم ، ولكن في نفس الوقت يتم الحفاظ على الرؤية جزئيًا بعد إصابته برصاص 14.5 ملم ؛ أي أن الأداء أسوأ من أداء جميع الحلول البلاستيكية ، ولكنه أعلى من أداء حلول الزجاج.
تعمل الشركة حاليًا على دمج حلها الهجين في مركبة اختبار وتأهيل. المنتج في مستوى الجاهزية التكنولوجية لـ TRL 6-7 (وضع اللمسات الأخيرة والتحضير للسلسلة) ، في حين أن هذا الحل سيكون متاحًا في السوق في أواخر عام 2017 - منتصف عام 2018. أما بالنسبة للتكلفة ، فيجب أن تكون أعلى بحوالي 200٪ من تكلفة جميع الحلول الزجاجية.
CERAMTEC-ETEC: سيراميك شفاف من أوروبا
الشركة الألمانية من Lochmar هي المورد الرئيسي لمعظم المصنعين الألمان والأوروبيين الذين يطورون حماية شفافة قائمة على السيراميك. طورت CeramTec-ETEC مادة بيرلوكور الخزفية متعددة الكريستالات ، والتي تجمع بين الصفات الفائقة من الياقوت - بلور صلب له هيكل متعدد الطبقات موجه بدقة مع روابط ذرية وأيونية قوية - مع صفات الزجاج ، الذي يتميز بهيكل غير منظم و أضعف روابط الطاقة بين العناصر. يحتفظ Perlucor بالروابط الكيميائية لليقوت ، ولكنه متناحي الخواص بصريًا وميكانيكيًا ، مثل الزجاج. تعمل الخاصية الأخيرة على تبسيط عملية الإنتاج وتسمح بتكلفة أقل مقارنةً بالياقوت ؛ وفقًا لـ CeramTec-ETEC ، فإن التوفير في التكاليف يزيد عن 60٪. من حيث الوزن والسماكة ، يؤدي استخدام Perlucor في أنظمة الحماية الشفافة إلى توفير 40 إلى 60٪. بالإضافة إلى ذلك ، تزيد مقاومة الخدش العالية من عمر الخدمة بمقدار 2-5 مرات. وبالتالي ، لا يتم استخدام مادة Perlucor فقط في مجموعات الحماية الشفافة: فقد طورت الشركة تقنية لصق طبقة بسماكة أقل من ملليمتر واحد على الجانب الأمامي من الزجاج ، مما يسمح لها بزيادة عمر الخدمة بمقدار 3-10 مرات.
