AFV modern, seperti ASV M1117 di foto, biasanya dilindungi oleh pelindung struktural utama yang terbuat dari baja dan aluminium ditambah komponen perlindungan tambahan yang terbuat dari berbagai paduan, keramik, komposit, atau kombinasi dari semuanya.
Bagi Amerika Serikat dan mitra strategisnya, kebutuhan akan peningkatan kemampuan pertahanan dan lapis baja untuk memenuhi komitmen taktis saat ini dan yang diantisipasi sudah jelas. Misi multinasional yang dipimpin AS di Afghanistan, yang masih berjuang untuk kesimpulan logisnya, akan mendapat manfaat dari pelajaran yang dipetik di Irak mengenai misi dan persyaratan untuk melindungi pasukannya dan menyusun strategi untuk inisiatif baru untuk mengembangkan sistem pertahanan
Sistem Pertahanan dan Reservasi (SPB) (istilah lain untuk Pertahanan Struktural) adalah alat strategis karena memiliki efek nyata pada sistem dan sumber daya kritis dan juga memiliki dampak langsung pada pesawat tempur. Ini terutama berlaku untuk lingkungan operasional asimetris di mana ancaman terhadap posisi tetap dan keamanan perimeter, serta pasukan yang diturunkan dan kendaraan patroli, sangat akut. Sementara keterlibatan ini berkembang pesat, kehadiran sistem peringatan elektronik, dikombinasikan dengan solusi pertahanan yang efektif, seringkali dapat memberikan keuntungan yang menentukan bagi militer, memungkinkan mereka untuk bertahan, melakukan serangan balik, dan mendominasi. Sebaliknya, tidak adanya infrastruktur yang sesuai atau efektif untuk mempertahankan pasukan mereka dapat membuat kombatan dan non-kombatan rentan terhadap taktik penyergapan, dan ini adalah salah satu pelajaran kunci, meskipun serius, dari operasi modern di teater perang regional.
Aspek kunci
Armor struktural mengacu pada jenis bahan strategis yang tahan terhadap serangan balistik dan yang dapat diintegrasikan ke dalam sistem transportasi stasioner, dapat diangkut atau bergerak dan solusi perlindungan balistik pribadi. Bahan tradisional seperti baja dan aluminium atau beton bertulang, serta bahan canggih seperti nanomaterial dan komposit keramik, dapat digunakan dalam produksi SZB. Beberapa contoh aplikasi baja struktural termasuk pembuatan struktur permanen dan sementara seperti menara pengawas, van pasukan atau keamanan, sistem perlindungan kendaraan, dan perlindungan pribadi kombatan. Yang terakhir mungkin termasuk perisai yang dapat dipakai atau sistem perlindungan pos pemeriksaan dan posisi tempur lapis baja yang dapat diangkut.
Tiga upaya untuk membuat konsep kerangka luar: proyek BLEEX, Raytheon SARCOS dan Lockheed Martin HULC
Akibatnya, Sistem Perlindungan dan Reservasi (SPB) dapat sangat membantu dalam meningkatkan kemampuan bertahan taktis dan strategis dalam pertempuran dan lingkungan berisiko tinggi lainnya. Mereka adalah faktor kunci dalam program untuk melindungi pasukan mereka. Mereka juga merupakan dasar untuk melawan banyak jenis serangan asimetris, seperti ranjau pinggir jalan dan RPG selama misi di lingkungan perkotaan dan operasi kontra-pemberontakan. Karena mereka dapat dibuat dari komposit ringan dan bahan canggih dan eksotis lainnya, mereka juga dapat berguna di bidang manajemen tanda tangan untuk infrastruktur yang dilindungi, seperti menutupi kendaraan dengan lebih banyak bahan penutup dari radar berbasis darat. Faktanya, kita dapat mengatakan bahwa aplikasi SZB sangat beragam - seperti juga bahan dari mana mereka dapat dibuat.
Beberapa bahan pembentuk SZB dapat diklasifikasikan sebagai bahan eksotik dan baru, yaitu bahan yang memiliki sifat baru selain kemampuan bahan tradisional. Misalnya, bahan nano, termasuk tabung nano dan serat nano, serta bahan komposit canggih, dapat meningkatkan kinerja pelindung. Struktur di daerah yang diduga non-tempur, yang sebelumnya dipandang memiliki tingkat pertahanan yang rendah untuk serangan tempur, kini dimasukkan dalam rencana implementasi SZB. Undang-Undang Otorisasi Pertahanan Nasional 2012, misalnya, memberikan peningkatan standar keamanan dalam proyek pembangunan militer dalam konstruksi militer, pembuatan dan modernisasi infrastruktur yang ada di Amerika Serikat dan negara-negara NATO. Dalam konstruksi sektor swasta, persyaratan SOC untuk proyek konstruksi baru dan renovasi bangunan yang ada juga meningkat karena pertimbangan keselamatan, ergonomis dan lingkungan, karena perlindungan struktural juga memiliki kemampuan untuk mengurangi kebisingan dan meningkatkan isolasi termal. Namun, persyaratan untuk perlindungan kombatan tetap menjadi salah satu perhatian tertinggi bagi para perencana militer.
Korps Insinyur Amerika Serikat (USACE) bertanggung jawab atas program pemerintah AS untuk membangun infrastruktur militer, sipil, dan keamanan nasional baik secara global maupun domestik. Mungkin proyek paling terkenal yang dibangun oleh USACE, Pentagon, berdiri sebagai pengingat akan pentingnya program SIS dan relevansinya dengan operasi yang sedang berlangsung dan misi keamanan nasional dan perlindungan pasukan. Konstruksi selesai pada tahun 1941, dengan sejumlah kecil logam yang digunakan karena kekurangan bahan baku strategis selama masa perang, Pentagon dibangun hampir seluruhnya dari beton bertulang. Dalam kesimpulan studi American Society of Civil Engineers tentang kondisi bangunan segera setelah 11 September, dikatakan bahwa elemen desain dan konstruksi asli Pentagon berkontribusi pada ketahanannya selama serangan pesawat jet, mereka kehancuran fisik terbatas dan hilangnya nyawa. Karakteristik desain integritas, redundansi dan penyerapan energi disorot dalam laporan kelompok. Dikatakan bahwa elemen-elemen semacam itu "di masa depan harus dimasukkan dalam desain bangunan dan struktur lain di mana ketahanan terhadap kehancuran progresif dianggap sangat penting."
Serupa, jika tidak identik, properti dan persyaratan berlaku untuk struktur pemerintah tetap dan bergerak di dalam dan luar negeri, besar dan kecil, dan harus mencakup peningkatan keamanan seperti ketahanan serangan balistik sebagai elemen struktural bawaan untuk melindungi dari ancaman yang diantisipasi secara realistis. Akibatnya, SZB adalah kunci penting di seluruh jajaran upaya militer dan sipil dan kemungkinan akan menjadi hal biasa di masa depan.
Aturan praktis untuk menciptakan perlindungan
Sistem monolitik
Semakin kuat semakin baik, kekuatan "memadai" akan menghancurkan proyektil
Semakin keras semakin baik, ketangguhan "memadai" tahan retak
Lebih tebal lebih baik
Semakin sulit semakin baik
Satu pelat tebal lebih baik daripada dua pelat berlapis tipis
Semakin banyak kemiringan (sudut pertemuan) semakin baik
Sistem multi material (hibrida)
Lebih kencang tidak selalu lebih baik, tetapi lapisan keras biasanya ada
Tangguh tidak selalu lebih baik, tetapi dasar yang tangguh biasanya ada
Lebih tebal tidak selalu lebih baik
Lebih sulit tidak selalu lebih baik
Dua piring tipis bisa lebih baik dari satu tebal
Lebih banyak kemiringan tidak selalu lebih baik
Manfaat adaptif
Bahan lapis baja tradisional telah menunjukkan keterbatasan dalam menghadapi tantangan keamanan baru, sementara bahan canggih, termasuk komposit dan bahan nano, telah menunjukkan keunggulan signifikan dibandingkan sistem yang lebih tua, meningkatkan kemampuan bertahan prajurit bahkan dalam kondisi ekstrem.
Kekurangan sistem pertahanan yang ada, mungkin, bisa menjadi salah satu warisan Perang Dingin. Doktrin militer waktu itu tidak terfokus pada operasi militer di daerah terbangun (istilah Inggris MOBA - Mobility Operations For Built-up Areas) atau operasi militer di kondisi perkotaan (istilah Inggris MOUT - Military Operations in Urban Terrain). Demikian pula, doktrin yang muncul setelah Perang Teluk didasarkan pada kemampuan teknologi tinggi dan presisi tinggi yang dapat diterapkan dalam skenario kejutan dan kekaguman dengan kerangka waktu yang terbatas. Ini, tentu saja, tidak terjadi di Irak, di mana sistem dan taktik ofensif berteknologi tinggi sangat penting pada tahap awal konflik, dan kebutuhan untuk mempertahankan kecepatan operasional dalam jangka waktu yang lama menjadi kritis.
SZB memberikan keuntungan bagi pasukan yang terlibat dalam operasi jangka panjang di tingkat teater atau regional, termasuk yang terjadi dalam konteks kampanye MOUT. Banyak dari manfaat ini, misalnya, dalam perlindungan senjata dan benda berharga di hadapan risiko tinggi, sudah jelas, beberapa lainnya kurang jelas. Ini dapat mencakup masalah keamanan lingkungan dan ergonomis dan pengerasan, penyegelan dan perlindungan elektronik tempur dan infrastruktur informasi penting lainnya dari dampak asimetris yang berpotensi merusak. Namun, SZB sebagai seperangkat teknologi juga akan memiliki arti yang lebih luas daripada yang dijalankan melalui seluruh bidang teknologi pertahanan. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa baju besi struktural adalah sektor teknologi umum untuk semua cabang militer, yang mempengaruhi aplikasi pertahanan lainnya dan kategori peralatan militer, tugas dan aplikasi keamanan nasional.
Di atas dapat diperluas. SZB harus dimasukkan dalam persyaratan untuk perlindungan fasilitas nuklir dan strategis (karena kesesuaiannya untuk sistem stasioner, semi-dan sepenuhnya bergerak di bawah semua kondisi pertempuran), sektor militer dan sipil di daerah terbangun non-kombatan (karena bangunan akan mendapatkan keuntungan dari langkah-langkah keamanan dan metode konstruksi baru yang meningkatkan ketahanan terhadap terorisme dan bencana alam seperti angin topan dan gempa bumi), modernisasi dan inisiatif untuk mengubah pasukan, memerangi elektronik dan pemrosesan data (karena kemampuannya untuk meningkatkan perlindungan infrastruktur elektronik) dan kendaraan tempur (karena kemampuannya untuk menciptakan perlindungan balistik yang andal untuk personel bergerak).
Struktur panel sandwich khas dari baju besi transparan
Struktur kaca yang digunakan oleh sebagian besar produsen kaca antipeluru: pertama kaca sebagai lapisan luar, beberapa lapisan kaca dan polivinil butiral di tengah, kemudian poliuretan dan akhirnya polikarbonat. Keuntungan dari metode ini terletak pada kemampuan polikarbonat untuk mengembang dan "menangkap" puing-puing yang dibentuk oleh permukaan kaca yang lebih keras. Ekspansi ini dimungkinkan lebih dari dua inci.
NWB juga diselaraskan dengan inisiatif reformasi anggaran. Ini karena beberapa aplikasi di bidang teknologi ini memungkinkan modernisasi dan perbaikan fasilitas dan sistem yang ada dengan biaya rendah dan penciptaan infrastruktur yang sama sekali baru, yang pada gilirannya memungkinkan manfaat anggaran yang stabil untuk komponen lain dari program modernisasi secara keseluruhan. dan inisiatif. Misalnya, anggaran Departemen Pertahanan AS tahun 2010 mengalokasikan $ 1,4 miliar untuk program pengembangan militer, $ 15,2 miliar untuk inisiatif perlindungan pasukan (permintaan tunggal terbesar setelah pengeluaran intelijen militer), dan $ 1,5 miliar untuk memerangi IED (alat peledak improvisasi). SPB dapat meningkatkan efisiensi biaya di sektor pertahanan ini. Akibatnya, ini adalah teknologi dengan potensi pembayaran besar untuk pengembangan program keamanan nasional dan internasional dan perang melawan terorisme, seperti kedutaan besar dan proyek rekayasa jangka panjang lainnya, untuk melindungi VIP dan melindungi personel yang terlibat dalam situasi kritis.
Keuntungan lain dari mengadopsi SZB dan mengintegrasikannya ke dalam pengembangan program militer termasuk fakta bahwa bahan itu sendiri dan metode lanjutan produksinya serta pemrosesan dan penyempurnaan selanjutnya berbagi platform dasar yang sama untuk pengembangan di bidang bahan eksotis dan canggih, termasuk bahan nano. Mereka dapat disematkan di SZB untuk memberikan kemampuan tambahan, seperti matriks sensor tertanam dan biometrik, yang dengan sendirinya menjadi bagian dari sistem perlindungan itu sendiri. Sejumlah inisiatif global sedang dilakukan untuk mengembangkan perlindungan struktural, manufaktur dan desain dan penggunaan SSS, yang menggunakan serangkaian karakteristik unik mereka untuk digunakan dalam berbagai aplikasi.
Komponen piezoelektrik dari Ceramtec
Di Amerika Serikat, bahan untuk SZB dan proses terkait dikembangkan di pusat dan layanan Departemen Pertahanan dan industri sektor swasta. Di antara pusat paling penting dari R&D yang sedang berlangsung, perlu dicatat laboratorium penelitian militer ARL, yang departemen penelitian senjata dan bahannya terlibat dalam inisiatif perlindungan dalam program untuk truk, sistem senjata, dan kendaraan masa depan yang menjanjikan. Pusat Bahan Komposit Universitas Delaware juga melakukan penelitian yang didanai DOD tentang bahan pelindung canggih, dan pusat pengembangan SZB lainnya akan disorot.
Nanomaterial canggih
Perlindungan struktural dapat dibuat dari berbagai bahan menggunakan berbagai desain canggih, fabrikasi dan teknik pencetakan. Laju pengembangan material adalah salah satu yang tercepat dalam teknologi pertahanan dan ilmu terapan, didorong oleh tantangan strategis. Ini berlaku untuk penemuan material baru, serta untuk terus meningkatkan penggunaan produk bernilai pertahanan yang ada yang cocok untuk pengembangan transformasional dalam pertahanan pasukan mereka.
Nanomaterial telah digunakan secara luas dalam program pengembangan di sektor aplikasi ini, dan banyak proses fabrikasi revolusioner sedang dikembangkan atau telah memasuki produksi industri. Di garis depan pengembangan bahan maju adalah graphene, pertama kali ditemukan pada tahun 2004, sebuah homolog grafit yang karakteristik yang tidak biasa membuatnya menjanjikan untuk sejumlah aplikasi, termasuk potensi penggunaan perlindungan struktural. Grafena adalah lembaran grafit setebal satu atom saja, menjadikannya bahan tertipis yang ditemukan hingga saat ini. Karena faktanya sekitar dua ratus kali lebih kuat dari baja, graphene juga merupakan salah satu bahan paling tahan lama yang pernah dibuat di laboratorium. Graphene juga memiliki sifat konduktivitas listrik yang tidak biasa, yang menandai aplikasi revolusioner dalam mikroprosesor semikonduktor. Hal ini membuat graphene menjadi bahan dengan potensi besar di beberapa bidang teknologi utama. Namun, meskipun semua ini menjanjikan, penggunaan graphene untuk pengembangan program militer masih tetap ada di masa depan karena kurangnya penelitian terapan pada bahan yang sangat baru ini, kesulitan memproduksi dalam jumlah industri sambil mempertahankan profitabilitas yang tinggi.(Untuk "eksperimen lanjutan dengan bahan dua dimensi - graphene" A. K. Geim dan K. S. Novoselov dianugerahi Hadiah Nobel dalam fisika untuk 2010).
BMP BRADLEY M2 / M3 menggunakan pelindung paduan aluminium 7039-T64 (setengah atas) dan 5083-H131 (setengah bawah). Namun, pengalaman tempur di Irak menyebabkan peningkatan perlindungan karena lapisan tambahan baju besi yang terbuat dari baja multilayer ditambah elemen pasif (komposisi) dan baju besi reaktif, yang kita lihat di foto.
Namun, nanotube karbon (CNT) jauh lebih dikenal di bidang inisiatif penelitian dan pengembangan dan telah menemukan banyak aplikasi praktis tidak hanya di bidang militer, tetapi juga di bidang keamanan nasional dan penegakan hukum. Bahan pelindung canggih dari nanotube karbon panjang dapat dibuat dalam berbagai bentuk dan struktur, termasuk lembaran, serat, pelat, dan bentuk cetakan. Bahan akhir "nano-ditingkatkan" ringan tetapi sangat tahan lama, dan sifat elektrotermalnya dapat diubah selama proses pembuatan. Saat membuat struktur komposit, pelindung berbasis CNT memberikan solusi fleksibel dan ringan yang memberikan perlindungan superior terhadap serangan balistik pada kendaraan dan infrastruktur tempur tetap atau bergerak lainnya. Di bawah kontrak yang ada dengan laboratorium Natick Labs, Nanocomp Technologies telah mengembangkan panel komposit berdasarkan CNT hanya setebal beberapa milimeter untuk perlindungan pribadi personel, mereka menghentikan peluru 9 mm dari jarak dekat.
Kerusakan saat meninju material komposit
Bahan komposit
Agak mirip dengan paduan logam, bahan komposit pada dasarnya berbeda dalam hal mereka tidak larut satu sama lain dan dapat dibentuk dari bahan penyusunnya secara berbeda dari elemen atau pencampuran fase logam. Namun, seperti paduan, komposit dapat dibentuk dari dua atau lebih komponen, yang dapat bervariasi secara signifikan dalam bentuk atau struktur. Bahan komposit dapat dibuat sesuai dengan berbagai macam proses. Ini termasuk teknik ikatan baru seperti laminasi, sandwiching, sintering, cetakan injeksi partikel, tenun serat, dan teknik pembuatan nano seperti kompresi mikro. Ketika diproduksi sebagai sistem perlindungan balistik, mereka diklasifikasikan sebagai pelindung struktural komposit (CSA) dan membentuk sejumlah bahan baru seperti laminasi intermetalik logam (MIL) dan komposit matriks keramik (CMC).
Komposit balistik biasanya diproduksi sebagai struktur sarang lebah dan laminasi komposit berdinding tebal, lapisan karet dan keramik yang digabungkan untuk memberikan keseimbangan struktur dan kinerja balistik yang optimal dengan bobot minimal. Di antara laminasi ini adalah komposit lapis baja buram, tembus cahaya, dan transparan yang digunakan sebagai pengganti kaca tahan ledakan untuk kendaraan. Fiberglass epoksi dan komposit fiberglass memberikan perlindungan yang sangat baik untuk kendaraan di area pertempuran di mana risiko serangan IED sangat tinggi. Busa aluminium dengan sel tertutup CCAF (Closed-Cell Aluminium Foam) memiliki bobot yang rendah dikombinasikan dengan kekuatan tinggi, kekakuan, menyerap energi dengan baik, karakteristik pembuatannya dapat berbeda karena struktur mikro yang membentuknya. Ketika balistik, CCAF menunjukkan deformasi non-linier yang signifikan dan redaman gelombang tegangan. Panel lapis baja komposit yang mengandung CCAF dapat menahan dampak dari cangkang fragmentasi 20mm, menurut informasi yang diberikan oleh laboratorium Amerika ARL.
Komposit balistik dalam kategori ini cocok untuk perlindungan ledakan kendaraan, seperti pelindung balistik untuk kendaraan MRAP yang digunakan di lingkungan pertempuran perkotaan. Mereka juga dapat digunakan di area lain, seperti tong meriam. Mereka sering dibuat dalam bentuk pelat penutup atau panel, yang dipasang di dalam dan di luar mesin yang dilindungi sebagai pelat lantai, pelindung spall dan pelapis. Komposit keramik dapat dibuat dalam bentuk pelindung struktural dengan karakteristik anti-ledakan dan anti-fragmentasi yang baik (banyak fragmen dan serpihan sekunder). Hal ini membuat komposit keramik sangat cocok untuk aplikasi lapis baja struktural, terutama untuk MRAP dan kendaraan tempur berukuran kecil dan menengah lainnya, yang desainnya harus dikompromikan mengingat kendala berat karena fakta bahwa lapis baja berat memiliki efek negatif pada mobilitas kendaraan. Namun, kendaraan yang lebih besar, termasuk truk taktis dan kendaraan lapis baja (seperti bus lapis baja Rhino Runner), adalah kandidat yang lebih baik untuk diintegrasikan dengan solusi lapis baja logam standar.
Ketika dimasukkan ke dalam komposit bahan nano canggih, nanokomposit yang dihasilkan dapat memberikan tingkat kinerja atau perlindungan tambahan atas bahan yang tidak diperkuat, atau tingkat yang sama sambil mengurangi massa. Polimer dan monomer, termasuk polimer plastik, juga dapat diproduksi untuk digunakan sebagai bahan komposit canggih untuk aplikasi perlindungan struktural. Salah satu karakteristik nanopolimer yang ditanamkan dengan nanopartikel - bahwa panjang gelombangnya lebih kecil dari panjang gelombang cahaya tampak (sekitar 400 nanometer) - menunjukkan bahwa bahan jadi dapat transparan. Beberapa jenis bahan strategis terpolimerisasi tersebut telah diproduksi dengan karakteristik serupa. Jelas, properti ini bernilai strategis saat memodifikasi atau mengganti kaca antipeluru tradisional di kendaraan tempur dan keamanan.
SmartArmour adalah sistem reservasi multifungsi multi-lapisan yang diproduksi oleh SmartNano Materials of Piano, dapat disuplai transparan atau buram sesuai spesifikasi pengguna akhir, dapat menahan peluru penusuk lapis baja, gelombang ledakan, pecahan cangkang, dan ledakan di IED. Namun, kaca logam zirkonium Vitreloy dan berilium juga diproduksi dengan sifat serupa oleh Amorphous Technologies International. Pusat R&D RDECOM ARL telah mengembangkan pelindung cair untuk perlindungan balistik berdasarkan cairan pengental geser nanopartikel silika padat yang tersuspensi dalam polietilen glikol; telah berhasil diuji pada pelindung tubuh dengan Kevlar.
Pemrosesan perangkat adalah kejenuhan material pelindung struktural dengan struktur nano yang dapat menggabungkan prosesor semikonduktor berkinerja tinggi menjadi elemen pelindung. "Bahan pintar" semacam itu dapat dibangun di dinding lapis baja, contoh penggunaannya adalah piezoelektrik. Ini adalah bahan alami yang memancarkan impuls listrik ketika diguncang, berubah bentuk atau dikompresi. Piezoelektrik, yang sebelumnya digunakan secara komersial dalam jarum meja putar, dapat disematkan dalam struktur pelindung, misalnya, panel, elemen modular dan dipasang di dinding penahan beban dalam bentuk sensor termal, getaran, dan kejut.
Dalam sebuah proyek yang didanai oleh Departemen Energi AS dan dilakukan oleh laboratorium Berkeley di University of California, bahan piezoelektrik mutakhir berdasarkan bahan piezoelektrik dengan struktur kristal perovskit sedang dikembangkan. Namun, Accellent Technologies, sebuah perusahaan pertahanan berbasis di Minneapolis yang mengkhususkan diri dalam pemantauan struktural, telah mengembangkan perangkat keras dan perangkat lunak yang disebut Lapisan SMART yang menggabungkan sensor ke dalam komponen struktural seperti panel dan dinding. Sistem perusahaan menggunakan multisensor tertanam yang menggunakan sensor termal, tarik, dan serat optik berbasis mikroprosesor untuk mendeteksi perubahan integritas struktur yang diamati menggunakan metode pemindaian aktif berpemilik. Diaform Armor Solutions, sebuah divisi dari Ceradyne Inc., telah menciptakan solusi pelindung struktural ringan menggunakan komposit termoplastik untuk membuat bentuk struktural tiga dimensi dengan cepat yang dapat membentuk elemen modular dari rakitan struktural yang diperkuat.
Modul Keamanan Protech Antipeluru
Konsep Armor Multi-Lapisan Tingkat Lanjut IBD Deisenroth
Elemen desain modular yang memenuhi standar ballistic armor matrix (BAM) juga banyak digunakan dalam desain baru, penambahan dan modifikasi pada struktur yang ada, di mana karakteristik terpenting adalah peningkatan keamanan dan ketahanan terhadap serangan balistik. Spesifikasi BAM, yang dipatenkan oleh Antiballistic Security and Protection (ASAP), Inc, menjelaskan elemen struktural lapis baja berlapis-lapis, seperti dinding, langit-langit, dan lantai, yang terdiri dari lapisan lembaran keras serat aramid dan baja perkakas yang diperkeras (misalnya, Thermasteel, diproduksi oleh Thermasteel Corporation), atau jaring baja yang dikeraskan. Spesifikasi BAM meliputi BAM-1, BAM-1A, dan BAM-8; masing-masing menjelaskan peningkatan tingkat perlindungan struktural. Zagros Construction telah mengembangkan sistem dindingnya, ThermalBlast, yang menurut perusahaan sangat tahan terhadap serangan balistik dan serangan paksa. Ini menggunakan sistem BAM-8 yang dipatenkan yang terdiri dari pelindung, dinding bagian dalam anti peluru yang ringan (atau BAM Inner Matrix), sebagian terdiri dari Kevlar balistik, yang juga dapat digabungkan ke langit-langit dan lantai serta panel ThermaSteel lainnya. Perusahaan merekomendasikan sistem ThermalBlast untuk kedutaan, pemerintah dan kantor pos, instalasi militer, depot amunisi, dan fasilitas penting lainnya. US Bullet-proofing memproduksi jajaran panel baja antipelurunya sebagai solusi lembaran balistik tunggal, yang dinilai perusahaan untuk memenuhi NIJ Armor Level IV.
Bahan SZB juga digunakan dalam beberapa sistem ofensif, seperti lapisan silo rudal dan tabung peluncuran dan wadah yang dibawa pada peluncur anti-rudal bergerak, yang memerlukan karakteristik abrasi termal dan ketahanan goncangan kinetik yang baik. Sistem HyperShield, yang dikembangkan oleh perusahaan Amerika V-System Composites, yang menggunakan ubin lapis baja terintegrasi dan struktur komposit canggih, adalah solusi pemesanan antipeluru yang murah dan ringan serta memiliki tingkat perlindungan NIJ Level III untuk pertahanan rudal, yang juga mencakup kendaraan pengangkut dan persyaratan balistik untuk pesawat. Sebuah hulu ledak nuklir yang terkubur, seperti B-61 Amerika, juga dapat menggunakan bahan pelindung struktural, sementara amunisi nuklir yang ditujukan untuk peledakan darat dalam apa yang disebut "bom karpet", seperti bom B-53 Amerika, juga akan memerlukan pelindung. badan amunisi dari beban kejut.
Frontier Performance Polymers, dengan dukungan Army Center Natick, telah berhasil mengembangkan terobosan teknologi polimer dan metode manufaktur inovatif untuk pelindung ringan dan transparan untuk melindungi mata dan wajah. Bahan dengan berat dasar 0,16 kg / cm2 ini memiliki karakteristik balistik yang sama dengan bahan aramid / fenolik yang digunakan pada helm militer, tetapi harganya 10 kali lebih murah
bahan tradisional
Namun, bahan tradisional yang digunakan dalam produksi struktur pelindung, seperti baja murni dan beton bertulang, sama sekali bukan bahan masa lalu. Paduan logam khususnya tetap menjadi bahan yang disukai karena sifat pelindungnya yang telah terbukti dan fasilitas manufaktur yang ada untuk aplikasi produksi dan pertahanannya. Apa yang disebut solusi lapis baja "keras" ini tidak hanya berlaku untuk baja balistik dan paduan strategis, tetapi juga untuk material komposit canggih dengan sifat balistik yang baik. Ini juga berlaku untuk jenis baju besi yang terbuat dari atau diperkuat dengan serat, atau anyaman rapat. Sebagai bahan lapis baja struktural, beton memiliki karakteristik yang diinginkan dan terus digunakan secara luas dengan biaya produksi yang rendah.
Korps Marinir AS LAV 8x8 menerima elemen lapis baja komposit tambahan di atas lambung paduan aluminiumnya sebagai bagian dari program modernisasi yang sedang berlangsung.
Bahan lapis baja dari AMAP-S IBD Deisenroth memiliki fungsi pendukung penting dalam mengurangi tanda termal kendaraan
Kendaraan tempur ekspedisi EFV (Expeditionary Fighting Vehicle) Korps Marinir adalah kendaraan tempur lapis baja pertama, yang menggunakan baju besi 2518-787, paduan aluminium, tembaga, mangan. Meskipun paduan ini tangguh dan memiliki sifat balistik yang baik, paduan ini memiliki ketangguhan balistik yang buruk pada pengelasan butt konvensional. Ini memaksa pabrikan untuk mengecualikan las butt dan las fillet utama dari struktur untuk meningkatkan ketahanan benturan, pelat ke pelat sekarang terpasang secara mekanis. Pada akhirnya, banyak masalah dengan program ini mendorong penutupan proyek yang menjanjikan ini.
Paduan adalah beberapa bahan terberat dari mana baja struktural dapat dibuat. Paduan adalah kombinasi dari dua atau lebih unsur kimia - logam (atau unsur logam dan non-logam), biasanya "menyatu" bersama atau dilarutkan satu sama lain selama proses peleburan. Hasilnya adalah bahan dengan kinerja yang lebih baik dari masing-masing komponen secara individual. Titanium dan paduan titanium adalah elemen baja struktural umum. Penggunaannya termasuk pelat "traumatik" dalam sistem pemesanan pribadi, yang memberikan perlindungan tingkat tinggi untuk area tubuh yang sangat rentan. Paduan berilium-aluminium juga telah terbukti berhasil dalam banyak kasus. Kekuatan dan kekakuan khusus dari paduan ini melampaui paduan titanium konvensional, menghasilkan bobot struktural yang lebih rendah dan kinerja yang lebih baik. Baja lapis baja juga merupakan bahan strategis yang cocok untuk lapis baja struktural.
Sejumlah apa yang disebut "superalloy" atau "paduan kinerja tinggi" juga telah diproduksi secara komersial di bawah nama merek. Diantaranya adalah paduan Hastelloy berkekuatan tinggi, yang komponen utamanya adalah logam transisi - nikel; Kovar, paduan kobalt-nikel yang dihargai karena koefisien ekspansi termalnya yang sangat baik; paduan nikel-tembaga-besi Monel; dan paduan nikel-kromium Inconel.
Pengerasan laser adalah salah satu proses pemrosesan yang meningkatkan karakteristik fungsional logam dasar dan paduan. Ada jenis peningkatan properti lainnya, termasuk kompresi mikro, proses pemrosesan yang menggunakan teknik berkas ion terfokus untuk menjenuhkan material canggih dengan substruktur untuk menambah kekuatan dan daya tahan. Pembentukan superplastik juga digunakan, menghasilkan produk logam dan keramik dengan kekuatan tarik yang sangat tinggi.
Laboratorium NETL (Laboratorium Teknologi Energi Nasional) Departemen Energi AS menerima tugas dari Tank-Automotive and Armaments Command (TACOM) dan ARL Military Research Laboratory untuk melaksanakan program pengembangan pelat baja cor untuk kendaraan militer Amerika, termasuk BMP BRADLEY. Di atasnya, NETL-TACOM-Lanoxide Corp dan DARPA bersama-sama mengembangkan palka cor, dan efek samping dari program ini adalah penerimaan patch armor. Kemudian, di bawah program tersebut, pelat baja titanium (menggunakan paduan penerbangan Ti-6Al-4V) dikembangkan untuk palka MBT M-1A1 ABRAMS bekerja sama dengan TACOM dan kontraktor utama General Dynamics. Baru-baru ini, NETL telah mengembangkan pelindung AFV berkekuatan tinggi menggunakan paduan bubuk titanium yang disinter untuk meningkatkan kekuatan material akhir. Material armor yang terbuat dari silicon infiltration (SiSiC) dan sintered silicon carbide (SSiC) adalah produk dari CeramTec Amerika Utara dari New Jersey, divisi Amerika dari perusahaan Jerman CeramTec AG. Bahan-bahan ini menunjukkan stabilitas termal kimia yang baik dan ketahanan yang tinggi terhadap tekanan tribologi (tribologi adalah disiplin ilmu yang mempelajari gesekan dan keausan komponen dan mekanisme mesin dengan adanya pelumas).
AT&F Advanced Metals of Orville yang berbasis di Ohio adalah perusahaan swasta yang mengkhususkan diri dalam fabrikasi dan pemrosesan logam dan paduan tahan lama, termasuk titanium, zirkonium, niobium, paduan nikel, dan baja tahan karat dupleks, yang memasok pelanggan sipil dan pertahanan. Yang lebih spesifik lagi adalah divisi Steel Solutions and Nuclear dari perusahaan ini. Itu juga memproduksi bahan untuk SZB berdasarkan baja paduan rendah kekuatan tinggi, baja karbon, paduan berbasis baja. Perusahaan juga berurusan dengan lapis baja struktural fasilitas nuklir, termasuk internal reaktor dan wadah untuk limbah nuklir.
Program lainnya
Program SZB lainnya sedang dilakukan di seluruh spektrum pasukan yang dikerahkan dan banyak operasi militer global. Tuntutan dan tantangan langsung mereka terkait langsung dengan perlindungan kekuatan komunikasi mereka saat ini dan di masa depan, karena bidang aplikasi ini mencakup perlindungan balistik kendaraan, tentara sebagai pekerjaan modernisasi sistem, dan berkontribusi pada kelangsungan infrastruktur militer terhadap berbagai ancaman asimetris. biasa ditemui dalam operasi pemeliharaan perdamaian regional.
Armor kendaraan canggih, instalasi militer dan pemerintah serta lokasi personel militer di garis depan dan belakang hanya akan mendapat manfaat dari ketersediaan kemampuan yang dikerahkan. Sementara banyak aplikasi adalah peningkatan dan peningkatan kemampuan dan sistem yang ada, seperti jenis baru pelindung tambahan untuk kendaraan tempur untuk melindungi dari IED, yang lain adalah sistem generasi masa depan yang inovatif.
Perusahaan Jerman IBD Deisenroth Engineering AG memproduksi Sistem Peningkatan Kelangsungan Hidup berteknologi Tinggi AMAP. Ini adalah rangkaian solusi pelindung struktural yang menggunakan berbagai metode manufaktur dan material canggih, termasuk paduan dan komposit berkekuatan tinggi. Diantaranya adalah AMAP-IED, yang menggabungkan teknologi lapisan pelindung keramik dan anti-fragmentasi dan yang dapat disuplai sebagai elemen modular dan yang dirancang untuk meningkatkan perlindungan kendaraan militer. IBD menyebut AMAP-IED sebagai sistem perlindungan generasi berikutnya dan mengklasifikasikannya sebagai perlindungan terhadap pecahan peluru artileri hingga kaliber 155 mm, serta ranjau pinggir jalan dan IED. AMAP-T adalah pelindung transparan yang dibuat menggunakan kaca keramik, yang digambarkan perusahaan memiliki transparansi superior dan daya tahan ekstrem, memenuhi STANAG Level 1 hingga 4.
Perlindungan atap kendaraan disediakan oleh AMAP-R dan AMAP-ADS, yang merupakan bahan yang dioptimalkan untuk senjata, yang pertama terbuat dari bahan komposit ultra-ringan yang cocok untuk pelindung atap kendaraan. Solusi armor yang paling menarik adalah AMAP-S. Dioptimalkan untuk perlindungan balistik dan manajemen tanda tangan, alat ini mengurangi tanda tangan kendaraan militer saat dipindai oleh sensor pengintai dalam spektrum tampak, inframerah, radar, dan akustik. Bahan-bahan ini dapat digunakan sebagai pelengkap badan mesin yang sudah ada, yaitu dapat dipasang pada model baru atau mesin yang sudah beroperasi.
Sampel Tape Sensor Lapisan SMART Accellent
Divisi BAE dari perusahaan Amerika ProTech menawarkan berbagai solusi lapis baja struktural yang mencakup beberapa jenis pagar antipeluru dan posisi tempur lapis baja, termasuk bilik lapis baja dan menara penjaga, pagar pengaman bergerak, dan sistem perlindungan yang dipasang di kendaraan untuk tentara jenis menara. Solusi stasioner untuk pelindung struktural perusahaan ini diwakili oleh sejumlah posisi pertempuran lapis baja prefabrikasi AFPS (posisi tempur lapis baja), yang mampu melindungi terhadap peluru kaliber 9 mm - 12,7 mm. Solusi AFPS lainnya dari ProTech termasuk struktur lapis baja yang dapat diangkut yang dioptimalkan untuk keamanan perimeter dan pos pemeriksaan, perlindungan aset vital, keamanan pos jaga dan pos pemeriksaan perbatasan.
ProTech juga memproduksi sistem modular yang dapat dirancang sesuai dengan spesifikasi pengguna akhir. Sistem serupa, berdasarkan kontainer lapis baja yang dapat diangkut yang diproduksi oleh EADS, telah dikembangkan bekerja sama dengan KMW di bawah kontrak dengan Badan Pengadaan Pertahanan Federal Jerman. Sebuah sistem kontainer lapis baja yang disebut TransProtec, yang dapat menampung 18 orang, termasuk peralatan, dioptimalkan untuk melindungi pasukan darat dari serangan IED, tembakan penembak jitu, pecahan peluru, ranjau dan senjata pemusnah massal dan saat ini digunakan oleh tentara Denmark dan Jerman, di yang terakhir sistem ini disebut MuConPers (wadah universal untuk mengangkut orang).
Plasan Amerika Utara, sebuah divisi dari Plasan Sasa Israel, juga telah mengembangkan solusi pelindung struktur di bawah kontrak jutaan dolar dengan Departemen Pertahanan AS untuk perlindungan kendaraan MRAP baru. Menurut kontrak, Plasan adalah kontraktor utama dalam program produksi bersama dengan BAE Systems sebagai subkontraktor untuk penyediaan sistem reservasi untuk mesin Oshkosh M-ATV, yang sebagian besar bekerja di Afghanistan di bawah kontrak dengan komando TACOM Amerika tentara. Plasan adalah pemimpin dunia dalam desain sistem pelindung pelengkap dan sistem perlindungan di bawah ledakan untuk perlindungan kendaraan taktis di wilayah militer dan sipil.
Sistem perlindungan prajurit tingkat lanjut termasuk dalam bidang aplikasi perlindungan struktural dan termasuk kerangka luar tempur bertenaga mekanis. Mereka berjanji untuk memiliki dampak yang signifikan pada operasi pertempuran darat jika sistem tersebut mencapai potensi penuh mereka. Beberapa inisiatif program pengembangan teknologi DOD dan sektor swasta utama saat ini dibuka di Amerika Serikat. Salah satu program ini dilakukan oleh Pusat Penelitian Pengembangan Tentara Natick Labs Angkatan Darat AS sesuai dengan Konsep Prajurit Masa Depan, yang menyediakan sistem terintegrasi penuh untuk prajurit, yang mencakup enam subsistem utama. NSRDEC (MIT's ISN - Soldier Nanotechnologies) dan Soldier System Integration Lab (SSIL) juga sedang mengerjakan program ini. Tujuan akhir SSIL adalah untuk mengembangkan apa yang disebut SSIL sebagai baju tempur abad ke-21. yang menggabungkan kemampuan teknologi tinggi dengan bobot rendah.
Berkeley Robotics and Human Engineering Laboratory (BLEEX) telah mengembangkan prototipe exoskeleton self-propelled, yang terdiri dari dua kaki bertenaga antropomorfik, sistem propulsi, dan kerangka tipe ransel di mana berbagai kargo. Exoskeleton memungkinkan pengguna - atau "pilot" - untuk membawa beban yang sangat berat sambil memfasilitasi berjalan dan berlari di tanjakan sepanjang rentang perjalanan normal tanpa menggunakan tenaga fisik oleh operator.
Inisiatif Raytheon Sarcos sedang berlangsung di pabrik Raytheon di Salt Lake City. Ini mewakili pekerjaan yang lebih ambisius untuk mengembangkan kerangka luar prajurit, yang menurut Raytheon pada dasarnya adalah robot yang dapat dipakai yang meningkatkan kekuatan, daya tahan, dan mobilitas pemakainya. Exoskeleton XOS, yang berasal dari sistem eksperimental asli yang dikembangkan oleh Sarcos, saat ini memungkinkan pilot untuk mengangkat beban hingga 200 pon dan melakukan tugas-tugas berat seperti menaiki tangga dan tanjakan tanpa kelelahan, tetapi sekarang digerakkan secara hidraulik. sumber energi eksternal stasioner untuk dirinya sendiri. Juga diperkenalkan adalah program exoskeleton HULC Lockheed Martin, yang juga dirancang untuk membawa beban 200 pon kapan saja dan di medan apa pun, dan dirancang untuk sepenuhnya hidraulik dan tidak memerlukan sumber daya eksternal. Sistem HULC mencakup mikroprosesor terpasang yang terhubung ke antarmuka sensor, yang memungkinkan kerangka luar untuk merasakan maksud pilot dan bergerak bersamanya. Sistem HULC sangat modular, memungkinkan penggantian komponen utama di lapangan dengan cepat dan efisien, dan desainnya hemat energi untuk memungkinkan pengoperasian baterai selama misi yang diperpanjang. Namun, HULC, seperti kerangka luar dari BLEEX, lebih dipahami sebagai sistem untuk membawa beban, daripada menggantikan kemampuan fisik alami seorang prajurit. Saat ini sedang mengembangkan HAL (Hybrid Assistive Limb) oleh perusahaan Jepang Cyberdyne dari Ibaraki, ini adalah sistem yang kuat secara keseluruhan yang dirancang untuk meningkatkan kekuatan fisik seseorang dari dua menjadi 10 kali lipat. Terlepas dari penampilan "Iron Man", kemampuan adaptasinya untuk tugas-tugas militer di masa depan tetap dipertanyakan.
Tindakan lebih lanjut
Singkatnya, tugas penting untuk SZB dapat didefinisikan secara luas sebagai pengurangan kerentanan terhadap tindakan bermusuhan, terutama serangan balistik, di mana banyak, jika tidak semua bahan tradisional saat ini tidak memberikan tingkat perlindungan pasukan yang memadai.
Pertempuran sering mengajarkan komandan pelajaran keras yang tampak jelas di masa lalu. Salah satu pelajaran paling sulit dari pertempuran saat ini adalah tidak memadainya perlindungan lapis baja terhadap ancaman improvisasi, yang mencakup serangan mobil bunuh diri terhadap sasaran militer dan sipil serta serangan IED terhadap personel transportasi dan teater. Kebiasaan lama, terutama kebiasaan militer, sangat sulit dihilangkan. Namun secara historis, kebiasaan ini cenderung menghilang di bawah tekanan pertempuran, seperti kavaleri Prancis versus busur Inggris selama Perang Seratus Tahun, atau tidak memadainya kendaraan lapis baja Irak bergaya Soviet untuk serangan dari amunisi berpemandu presisi dan MBT yang lebih canggih selama Teluk. Perang.
Menanggapi tantangan dengan cepat dan dengan tindakan pencegahan yang tepat adalah kunci keberhasilan militer dan stabilitas keamanan. Jadi, jika ditanggapi dengan serius dalam hal perlindungan pasukan dan merupakan masalah pertahanan utama di era transformasi restrukturisasi kekuatan ini, maka perlindungan struktural dan SZB menggunakan teknologi ini harus menjadi pengadaan pertahanan dan prioritas R&D bagi semua pemimpin militer. Ancaman asimetris saat ini terhadap infrastruktur militer dan sipil, serta pertempuran asimetris dalam operasi tempur regional, memengaruhi pengembangan kebijakan pertahanan dan desain serta pengadaan sistem secara global. Ini seperti yang seharusnya terjadi di masa depan yang dapat diprediksi.
Sistem militer lapis baja seperti itu terutama dilihat sebagai pelengkap solusi prioritas lainnya, dan bukan sebagai bagian integral dari banyak dan sebagian besar sistem tempur. Tapi semuanya berubah. Sistem perlindungan dan pelindung mewakili potensi besar dan meningkatkan kemampuan dalam operasi abad ke-21. Penggunaannya akan berkembang dan menjadi standar bagi banyak, jika bukan sebagian besar, sistem pertahanan di semua tingkatan.
