งานที่สำคัญที่สุดที่แก้ไขโดยอาวุธยุทโธปกรณ์ขนาดเล็กที่มีแนวโน้มว่าจะได้รับการพัฒนาภายในกรอบการทำงานของโครงการ NGSW ของอเมริกา นั้นควรเพื่อให้แน่ใจว่าการเจาะเกราะที่รับประกันการรุกของชุดเกราะที่ทันสมัยและขั้นสูงที่พัฒนาขึ้นในห้องปฏิบัติการอาวุธชั้นนำของโลก ก่อนที่จะกลับไปที่ปัญหาของการพัฒนา "ดาบ" อาวุธขนาดเล็กที่มีแนวโน้มว่าจะสามารถต่อต้านอาวุธอเมริกันที่พัฒนาภายใต้โครงการ NGSW ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ขอแนะนำให้ทำความคุ้นเคยกับ "เกราะ" - เทคโนโลยีสำหรับการสร้างเกราะส่วนตัวที่มีแนวโน้ม (NIB)).
มีความเห็นว่าปัญหาการเจาะเกราะของ NIB นั้นเป็นเรื่องไกลตัว เพราะหากกระสุนตกใส่ศัตรู เขาอาจจะได้รับบาดเจ็บมากจนไม่สามารถสู้รบอย่างแข็งขันต่อไปได้ มิฉะนั้นจะต้องถูกโจมตี ในส่วนของร่างกายที่ไม่ได้รับการปกป้องด้วยชุดเกราะ ตัดสินโดยโครงการ NGSW กองทัพสหรัฐฯ ไม่คิดว่าปัญหานี้เป็นเรื่องไกลตัว ปัญหาคืออัตราการปรับปรุงของ NIB ที่มีแนวโน้มจะสูงกว่าอัตราการปรับปรุงอาวุธขนาดเล็กอย่างมีนัยสำคัญ และกองทัพสหรัฐกำลังพยายามสร้างความก้าวหน้าในทิศทางของการปรับปรุงคุณลักษณะของอาวุธขนาดเล็กอย่างสิ้นเชิง คำถามคือ พวกเขาจะประสบความสำเร็จหรือไม่?
มีสองวิธีหลักในการเพิ่มการเจาะเกราะของกระสุน - เพิ่มพลังงานจลน์และปรับรูปร่างและวัสดุของกระสุน / แกนกระสุนให้เหมาะสม (แน่นอนว่าเราไม่ได้พูดถึงกระสุนระเบิดสะสมหรือเป็นพิษ) และที่นี่เราวิ่งถึงขีดจำกัดแล้วจริงๆ กระสุนหรือแกนกลางทำจากโลหะผสมเซรามิกที่มีความแข็งสูงและความหนาแน่นสูงเพียงพอ (เพื่อเพิ่มมวล) พวกมันสามารถทำให้แข็งขึ้นและแข็งแรงขึ้นแทบจะไม่หนาแน่นขึ้น การเพิ่มมวลของกระสุนโดยการเพิ่มขนาดของกระสุนนั้นแทบจะเป็นไปไม่ได้เลยในขนาดที่ยอมรับได้ของอาวุธขนาดเล็กแบบมือถือ ความเร็วของกระสุนยังคงเพิ่มขึ้น เช่น แบบไฮเปอร์โซนิก แต่ในกรณีนี้ นักพัฒนาต้องเผชิญกับปัญหามหาศาล ในรูปแบบของการขาดสารขับเคลื่อนที่จำเป็น การสึกหรอของลำกล้องที่เร็วมาก และแรงถีบกลับสูงที่กระทำต่อ นักกีฬา ในขณะเดียวกัน การปรับปรุง NIB กำลังดำเนินไปอย่างเข้มข้นมากขึ้น
วัสดุ (แก้ไข)
นับตั้งแต่เริ่มก่อตั้ง ชุดเกราะส่วนบุคคลได้พัฒนามาอย่างยาวนานตั้งแต่ชุดเกราะและแผ่นเหล็กไปจนถึงชุดเกราะสมัยใหม่ที่ทำจากผ้าอะรามิดพร้อมส่วนแทรกที่ทำจากโพลีเอทิลีนความหนาแน่นสูง (UHMWPE) ที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงเป็นพิเศษและโบรอนคาร์ไบด์
NIB กำลังปรับปรุงในด้านของการค้นหาวัสดุใหม่ การสร้างส่วนประกอบเกราะผสมและโลหะ-เซรามิก การปรับรูปร่างและโครงสร้างขององค์ประกอบ NIB ให้เหมาะสม รวมทั้งในระดับจุลภาคและระดับนาโน ซึ่งจะทำให้พลังงานของกระสุนและชิ้นส่วนกระจายไปอย่างมีประสิทธิภาพ นอกจากนี้ยังมีการแก้ปัญหาที่แปลกใหม่มากขึ้น เช่น "เกราะของเหลว" ที่ใช้ของเหลวที่ไม่ใช่ของนิวตัน
วิธีที่ชัดเจนที่สุดคือการปรับปรุงการออกแบบชุดเกราะแบบดั้งเดิมด้วยการเสริมแรงด้วยแผ่นเสริมที่ทำจากวัสดุคอมโพสิตและเซรามิกที่มีแนวโน้มดีในขณะนี้ NIB ส่วนใหญ่ติดตั้งเม็ดมีดที่ทำจากเหล็กเสริมความร้อน ไททาเนียม หรือซิลิกอนคาร์ไบด์ แต่จะค่อยๆ แทนที่ด้วยองค์ประกอบเกราะโบรอนคาร์ไบด์ ซึ่งมีน้ำหนักน้อยกว่าและมีความต้านทานสูงขึ้นอย่างมาก
โครงสร้าง
อีกทิศทางหนึ่งในการปรับปรุง NIB คือการค้นหาโครงสร้างที่เหมาะสมที่สุดของการจัดวางองค์ประกอบเกราะซึ่งในอีกด้านหนึ่งควรครอบคลุมพื้นที่ผิวสูงสุดของตัวนักสู้และในทางกลับกันไม่ควร จำกัด ความเคลื่อนไหว. ตัวอย่างเช่น แม้ว่าจะไม่ประสบความสำเร็จอย่างสิ้นเชิง แต่การพัฒนาที่น่าสนใจ เราสามารถอ้างถึงชุดเกราะ Dragon Skin ซึ่งออกแบบและผลิตโดยบริษัทอเมริกัน Pinnacle Armor ชุดเกราะ "หนังมังกร" มีการจัดองค์ประกอบชุดเกราะเป็นเกล็ด
แผ่นยึดที่ทำจากซิลิกอนคาร์ไบด์ที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 50 มม. และความหนา 6, 4 มม. ให้ความสะดวกสบายในการสวมใส่ NIB นี้เนื่องจากความยืดหยุ่นในการออกแบบและในขณะเดียวกันก็มีพื้นผิวที่มีการป้องกันขนาดใหญ่เพียงพอ. การออกแบบนี้ยังให้การต้านทานการยิงซ้ำของกระสุนที่ยิงจากอาวุธขนาดเล็กในระยะประชิด - "สกินมังกร" สามารถทนต่อการยิงได้ถึง 40 ครั้งจากปืนกลมือ Heckler & Koch MP5, ปืนไรเฟิล M16 หรือปืนไรเฟิลจู่โจม Kalashnikov (คำถามเดียวคือเท่าไหร่? ของอันไหนและตลับไหน ?)
ข้อเสียของโครงร่าง "เกล็ด" ของชุดเกราะคือการขาดการป้องกันทหารเกือบสมบูรณ์จากการบาดเจ็บที่อยู่เหนือสิ่งกีดขวางซึ่งนำไปสู่การบาดเจ็บสาหัสหรือการเสียชีวิตของทหารแม้ว่าจะไม่ได้เจาะ NIB ซึ่งเป็นผลมาจากเกราะ ประเภทนี้ไม่ผ่านการทดสอบของกองทัพสหรัฐฯ อย่างไรก็ตามพวกเขาถูกใช้โดยกองกำลังพิเศษและบริการพิเศษของสหรัฐอเมริกา
โครงร่าง "เกล็ด" ที่คล้ายกันถูกนำมาใช้ในชุดเกราะของสหภาพโซเวียต ZhZL-74 ที่ออกแบบมาเพื่อการป้องกันที่รุนแรงต่ออาวุธเย็นซึ่งมีแผ่นเกราะที่มีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 50 มม. และความหนา 2 มม. ที่ทำจากโลหะผสมอลูมิเนียม ABT-101 ใช้แล้ว.
แม้จะมีข้อบกพร่องของ NIB "Dragon Skin" แต่การจัดองค์ประกอบชุดเกราะที่เป็นเกล็ดสามารถใช้ร่วมกับเกราะป้องกันประเภทอื่นและองค์ประกอบดูดซับแรงกระแทกเพื่อลดผลกระทบของกระสุนและชิ้นส่วนที่อยู่นอกเหนือสิ่งกีดขวาง
นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยอเมริกันไรซ์ได้พัฒนาโครงสร้างที่ผิดปกติซึ่งช่วยให้วัตถุดูดซับพลังงานจลน์ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากกว่าวัตถุเสาหินจากวัตถุดิบเดียวกัน พื้นฐานของงานทางวิทยาศาสตร์คือการศึกษาคุณสมบัติของท่อนาโนคาร์บอนซึ่งมีความหนาแน่นสูงเป็นพิเศษเนื่องจากการจัดเรียงพิเศษของเส้นใยโดยมีโพรงที่ระดับอะตอมซึ่งช่วยให้ดูดซับพลังงานได้อย่างมีประสิทธิภาพเมื่อ ชนกับวัตถุอื่น เนื่องจากยังไม่สามารถทำซ้ำโครงสร้างดังกล่าวในระดับนาโนในระดับอุตสาหกรรมได้อย่างเต็มที่ จึงตัดสินใจใช้โครงสร้างนี้ซ้ำในขนาดมหภาค นักวิจัยใช้เส้นใยโพลีเมอร์ที่สามารถพิมพ์บนเครื่องพิมพ์ 3 มิติ แต่จัดเรียงเป็นระบบเดียวกับท่อนาโน และจบลงด้วยลูกบาศก์ที่มีความแข็งแรงสูงและอัดได้สูง
เพื่อทดสอบประสิทธิภาพของโครงสร้าง นักวิทยาศาสตร์ได้สร้างวัตถุชิ้นที่สองจากวัสดุเดียวกัน แต่เป็นเสาหิน และกระสุนถูกยิงเข้าไปในวัตถุแต่ละชิ้น ในกรณีแรก กระสุนหยุดอยู่ที่เลเยอร์ที่สองแล้ว และในวินาทีนั้น กระสุนเข้าไปลึกกว่ามาก และสร้างความเสียหายให้กับลูกบาศก์ทั้งหมด - มันยังคงไม่บุบสลาย แต่มีรอยแตก ก้อนพลาสติกที่มีโครงสร้างพิเศษถูกกดดันเพื่อทดสอบความแข็งแรงภายใต้แรงกด ในระหว่างการทดลอง วัตถุหดตัวอย่างน้อยสองครั้ง แต่ความสมบูรณ์ของวัตถุไม่ได้ถูกละเมิด
โลหะโฟม
เมื่อพูดถึงวัสดุซึ่งคุณสมบัติส่วนใหญ่จะถูกกำหนดโดยโครงสร้าง เราไม่สามารถมองข้ามการพัฒนาในด้านโฟมโลหะ - โลหะหรือโฟมโลหะคอมโพสิต โลหะโฟมสามารถสร้างขึ้นบนพื้นฐานของอลูมิเนียม เหล็ก ไททาเนียม โลหะอื่นๆ หรือโลหะผสมของพวกมัน
ผู้เชี่ยวชาญจากมหาวิทยาลัยนอร์ธแคโรไลนา (สหรัฐอเมริกา) ได้พัฒนาโลหะโฟมจากเหล็กกล้าที่มีเมทริกซ์เหล็ก โดยหุ้มไว้ระหว่างชั้นเซรามิกด้านบนกับอะลูมิเนียมชั้นล่างบางๆ โลหะโฟมหนาน้อยกว่า 2.5 ซม. หยุดกระสุนเจาะเกราะขนาด 7, 62 มม. หลังจากนั้นรูที่น้อยกว่า 8 มม. ยังคงอยู่บนพื้นผิวด้านหลัง
เหนือสิ่งอื่นใด แผ่นโฟมช่วยลดผลกระทบของรังสีเอกซ์ แกมมา และนิวตรอนได้อย่างมีประสิทธิภาพ และยังป้องกันไฟและความร้อนได้ดีกว่าโลหะทั่วไปถึงสองเท่า
วัสดุที่มีโครงสร้างเป็นโพรงอีกชนิดหนึ่งคือโฟมที่เบาเป็นพิเศษ ซึ่งสร้างโดย HRL Laboratories ร่วมกับโบอิ้ง วัสดุใหม่นี้เบากว่าโพลีสไตรีนร้อยเท่า - เป็นอากาศ 99.99% แต่มีความแข็งแกร่งสูงมาก ตามที่นักพัฒนากล่าวว่าหากไข่ถูกปกคลุมด้วยวัสดุนี้และตกลงมาจากความสูง 25 ชั้นจะไม่แตก โฟมที่ได้จะเบามากจนวางบนดอกแดนดิไลออนได้
ต้นแบบนี้ใช้ท่อนิกเกิลกลวงที่เชื่อมต่อกัน ซึ่งการจัดวางนั้นคล้ายกับโครงสร้างของกระดูกมนุษย์ ซึ่งช่วยให้วัสดุดูดซับพลังงานได้มาก แต่ละหลอดมีความหนาของผนังประมาณ 100 นาโนเมตร โลหะและโลหะผสมอื่นๆ สามารถใช้แทนนิกเกิลได้ในอนาคต
วัสดุนี้หรือวัสดุอะนาล็อก เช่นเดียวกับวัสดุโพลีเมอร์ที่มีโครงสร้างที่กล่าวถึงข้างต้น สามารถนำมาใช้ใน NIB ที่มีแนวโน้มว่าจะมีคุณสมบัติเป็นส่วนประกอบที่รองรับการดูดซับแรงกระแทกที่เบาและทนทาน ซึ่งออกแบบมาเพื่อลดความเสียหายต่อร่างกายด้วยกระสุนที่อยู่นอกเหนือสิ่งกีดขวาง
นาโนเทคโนโลยี
หนึ่งในวัสดุที่มีแนวโน้มมากที่สุด ซึ่งคาดการณ์ว่าจะใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมต่างๆ ของศตวรรษที่ 21 คือ กราฟีน ซึ่งเป็นการดัดแปลงคาร์บอนแบบ allotropic แบบสองมิติที่เกิดจากชั้นของอะตอมของคาร์บอนที่มีความหนาหนึ่งอะตอม ผู้เชี่ยวชาญชาวสเปนกำลังพัฒนาชุดเกราะจากกราฟีน การพัฒนาชุดเกราะกราฟีนเริ่มต้นขึ้นเมื่อต้นทศวรรษ 2000 ผลการวิจัยถือว่ามีแนวโน้มดีในเดือนกันยายน 2018 นักพัฒนาได้ย้ายไปทำการทดสอบภาคปฏิบัติ โครงการนี้ได้รับทุนจาก European Defense Agency และกำลังดำเนินการอยู่ โดยความร่วมมือของผู้เชี่ยวชาญจากบริษัท Cambridge Nanomaterials Technology ของอังกฤษ
งานที่คล้ายกันนี้กำลังดำเนินการอยู่ในประเทศสหรัฐอเมริกา โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่มหาวิทยาลัยไรซ์และมหาวิทยาลัยนิวยอร์ก ซึ่งทำการทดลองเพื่อยิงแผ่นกราฟีนด้วยวัตถุที่เป็นของแข็ง เกราะ Graphene นั้นแข็งแกร่งกว่า Kevlar อย่างเห็นได้ชัด และจะรวมเข้ากับเกราะเซรามิกเพื่อผลลัพธ์ที่ดีที่สุด ความท้าทายที่ยิ่งใหญ่ที่สุดคือการผลิตกราฟีนในปริมาณทางอุตสาหกรรม อย่างไรก็ตาม ด้วยศักยภาพของวัสดุนี้ในอุตสาหกรรมต่างๆ ไม่ต้องสงสัยเลยว่าจะพบวิธีแก้ปัญหา ตามข้อมูลวงในที่ปรากฏบนหน้าของสื่อเฉพาะทางในเดือนธันวาคม 2019 Huawei วางแผนที่จะเปิดตัวสมาร์ทโฟน P40 ด้วยแบตเตอรี่กราฟีน (พร้อมขั้วไฟฟ้ากราฟีน) ในตลาดในต้นปี 2563 ซึ่งอาจบ่งบอกถึงความก้าวหน้าที่สำคัญในอุตสาหกรรมการผลิตกราฟีน.
ในช่วงปลายปี 2550 นักวิทยาศาสตร์ชาวอิสราเอลได้สร้างวัสดุที่สามารถรักษาตัวเองได้โดยใช้อนุภาคนาโนของทังสเตนซัลไฟด์ (เกลือของโลหะทังสเตนและกรดไฮโดรเจนซัลไฟด์) อนุภาคนาโนทังสเตนซัลไฟด์มีชั้นคล้ายฟูลเลอรีนหรือก่อตัวเป็นท่อนาโน นาโนทูบูลีนมีคุณสมบัติทางกลที่บันทึกไว้ซึ่งโดยพื้นฐานแล้วไม่สามารถบรรลุได้สำหรับวัสดุอื่น ๆ มีความยืดหยุ่นและความแข็งแรงที่น่าทึ่ง ซึ่งใกล้จะถึงความแข็งแรงของพันธะเคมีโควาเลนต์
เป็นไปได้ว่าในอนาคต เสื้อเกราะกันกระสุนที่บรรจุวัสดุนี้จะมีคุณสมบัติเหนือกว่ารุ่น NIB อื่นๆ ที่มีอยู่และมีแนวโน้มว่าจะมีลักษณะเฉพาะในขณะนี้ การพัฒนา NIB จากทังสเตนซัลไฟด์นาโนทิวบ์อยู่ในขั้นตอนของการวิจัยในห้องปฏิบัติการ เนื่องจากมีค่าใช้จ่ายสูงในการสังเคราะห์วัสดุตั้งต้น อย่างไรก็ตาม บริษัทระหว่างประเทศบางแห่งได้ผลิตอนุภาคนาโนของทังสเตนและโมลิบดีนัมไดซัลไฟด์ในปริมาณหลายกิโลกรัมต่อปีโดยใช้เทคโนโลยีที่จดสิทธิบัตรแล้ว
Bae Systems บริษัทด้านการป้องกันประเทศรายใหญ่ของอังกฤษกำลังพัฒนาชุดเกราะที่เติมเจล ในชุดเกราะที่เต็มไปด้วยเจล ควรจะชุบเส้นใยอะรามิดด้วยของเหลวที่ไม่ใช่ของนิวโทเนียน ซึ่งมีคุณสมบัติในการแข็งตัวทันทีเมื่อกระแทก เป็นที่เชื่อกันว่า "เกราะเหลว" เป็นหนึ่งในพื้นที่ที่มีแนวโน้มมากที่สุดสำหรับการพัฒนา NIB ที่มีแนวโน้ม งานดังกล่าวกำลังดำเนินการในรัสเซียเกี่ยวกับชุดอุปกรณ์สำหรับทหาร "Ratnik-3" ที่มีแนวโน้ม
ดังนั้นจึงสรุปได้ว่า NIB ที่มีแนวโน้มว่าจะถูกสร้างขึ้นโดยใช้เทคโนโลยีล่าสุดในระดับแนวหน้าของความก้าวหน้าทางเทคโนโลยี หากเราพูดถึงอาวุธขนาดเล็กแล้วเทคโนโลยีดังกล่าวจะไม่เกิดขึ้น อะไรคือเหตุผลของสิ่งนี้ การขาดความจำเป็นหรือการอนุรักษ์ของอุตสาหกรรมอาวุธ?
หลายโครงการของ NIB ที่มีแนวโน้มว่าจะหยุดนิ่งอย่างแน่นอน แต่บางโครงการจะ "ยิง" อย่างแน่นอน และอาจทำให้อาวุธขนาดเล็กทั้งหมดในศตวรรษที่ 20 ล้าสมัย เช่นเดียวกับคันธนู หน้าไม้ และอาวุธขนาดเล็กที่ใส่ปากกระบอกปืนล้าสมัยในช่วงเวลาดังกล่าว. นอกจากนี้ ชุดเกราะไม่ใช่อุปกรณ์ชิ้นเดียวที่สำคัญสำหรับนักสู้ที่สามารถเพิ่มความเอาตัวรอดในการต่อสู้ได้อย่างมาก
