AFV สมัยใหม่ เช่น M1117 ASV ในภาพถ่าย มักจะได้รับการปกป้องด้วยเกราะโครงสร้างหลักที่ทำจากเหล็กและอลูมิเนียม รวมทั้งส่วนประกอบป้องกันเพิ่มเติมที่ทำจากโลหะผสมต่างๆ เซรามิก คอมโพสิต หรือส่วนผสมเหล่านี้
สำหรับสหรัฐอเมริกาและพันธมิตรทางยุทธศาสตร์ ความจำเป็นในการปรับปรุงความสามารถในการป้องกันและชุดเกราะเพื่อให้เป็นไปตามพันธกรณีทางยุทธวิธีในปัจจุบันและที่คาดการณ์ไว้นั้นชัดเจน ภารกิจข้ามชาติที่นำโดยสหรัฐฯ ในอัฟกานิสถาน ซึ่งยังคงพยายามหาข้อสรุปเชิงตรรกะ จะได้รับประโยชน์จากบทเรียนที่ได้รับในอิรักเกี่ยวกับภารกิจและข้อกำหนดในการปกป้องกองทหารของตนและการวางกลยุทธ์สำหรับความคิดริเริ่มใหม่ ๆ เพื่อพัฒนาระบบป้องกัน
Defence and Reservation System (SPB) (อีกชื่อหนึ่งสำหรับ Structural Defense) เป็นเครื่องมือเชิงกลยุทธ์เนื่องจากมีผลกระทบที่เห็นได้ชัดเจนต่อระบบและทรัพยากรที่สำคัญ และยังส่งผลกระทบโดยตรงต่อเครื่องบินรบ สิ่งนี้ใช้กับสภาพแวดล้อมการทำงานที่ไม่สมมาตรเป็นหลัก ซึ่งภัยคุกคามต่อตำแหน่งคงที่และความปลอดภัยในปริมณฑล ตลอดจนกองกำลังที่ลงจากหลังม้าและรถสายตรวจนั้นรุนแรงเป็นพิเศษ ในขณะที่การสู้รบเหล่านี้พัฒนาขึ้นอย่างรวดเร็ว การมีอยู่ของระบบเตือนภัยทางอิเล็กทรอนิกส์ รวมกับการแก้ปัญหาการป้องกันที่มีประสิทธิภาพ มักจะทำให้กองทัพได้เปรียบอย่างเด็ดขาด ทำให้พวกเขาสามารถเอาชีวิตรอด ตอบโต้ และครอบงำได้ ในทางกลับกัน การไม่มีโครงสร้างพื้นฐานที่เหมาะสมหรือมีประสิทธิภาพในการปกป้องกองกำลังของพวกเขา อาจทำให้ทั้งนักสู้และนักสู้ที่ไม่ใช่ฝ่ายเสี่ยงต่อยุทธวิธีการซุ่มโจมตี และนี่เป็นหนึ่งในกุญแจสำคัญ แม้ว่าจะเป็นเรื่องสำคัญก็ตาม บทเรียนของการปฏิบัติการสมัยใหม่ในโรงละครแห่งสงครามระดับภูมิภาค
ประเด็นสำคัญ
เกราะโครงสร้างหมายถึงวัสดุเชิงกลยุทธ์ประเภทดังกล่าวที่ทนทานต่อการโจมตีด้วยขีปนาวุธและสามารถรวมเข้ากับระบบขนส่งแบบอยู่กับที่ เคลื่อนย้ายได้ หรือเคลื่อนที่ได้ และโซลูชันการป้องกันขีปนาวุธส่วนบุคคล วัสดุดั้งเดิม เช่น เหล็กและอะลูมิเนียม หรือคอนกรีตเสริมเหล็ก ตลอดจนวัสดุขั้นสูง เช่น วัสดุนาโนและคอมโพสิตเซรามิก สามารถใช้ในการผลิต SZB ได้ ตัวอย่างของการใช้เกราะโครงสร้างรวมถึงการผลิตโครงสร้างถาวรและชั่วคราว เช่น หอสังเกตการณ์ กองทหารหรือรถตู้รักษาความปลอดภัย ระบบป้องกันยานพาหนะ และการป้องกันส่วนบุคคลของนักสู้ หลังอาจรวมถึงเกราะที่สวมใส่ได้หรือระบบป้องกันด่านและตำแหน่งการรบหุ้มเกราะที่เคลื่อนย้ายได้
ความพยายามสามครั้งในการสร้างแนวคิดโครงกระดูกภายนอก: โครงการ BLEEX, Raytheon SARCOS และ Lockheed Martin HULC
ดังนั้น ระบบป้องกันและสำรองที่นั่ง (SPB) สามารถช่วยได้มากในการเพิ่มความสามารถในการเอาตัวรอดทางยุทธวิธีและเชิงกลยุทธ์ในการต่อสู้และสภาพแวดล้อมที่มีความเสี่ยงสูงอื่นๆ พวกเขาเป็นปัจจัยสำคัญในโครงการปกป้องกองกำลังของพวกเขา นอกจากนี้ยังเป็นพื้นฐานสำหรับการตอบโต้การโจมตีที่ไม่สมมาตรหลายประเภท เช่น ทุ่นระเบิดริมถนนและ RPG ระหว่างภารกิจในสภาพแวดล้อมในเมืองและการปฏิบัติการต่อต้านการก่อความไม่สงบเนื่องจากสามารถสร้างขึ้นจากวัสดุผสมน้ำหนักเบาและวัสดุขั้นสูงและแปลกใหม่อื่นๆ จึงมีประโยชน์ในด้านการจัดการลายเซ็นสำหรับโครงสร้างพื้นฐานที่ได้รับการคุ้มครอง เช่น การปกปิดยานพาหนะด้วยวัสดุปิดบังเพิ่มเติมจากเรดาร์ภาคพื้นดิน อันที่จริง เราสามารถพูดได้ว่าการใช้งานของ SZB นั้นมีความหลากหลายมาก เช่นเดียวกับวัสดุที่ใช้ทำ
วัสดุบางประเภทที่เกิดจาก SZB สามารถจัดเป็นวัสดุแปลกใหม่และใหม่ได้ กล่าวคือ วัสดุที่มีคุณสมบัติใหม่นอกเหนือจากความสามารถของวัสดุแบบดั้งเดิม ตัวอย่างเช่น วัสดุนาโน รวมทั้งท่อนาโนและเส้นใยนาโน ตลอดจนวัสดุคอมโพสิตขั้นสูง สามารถปรับปรุงประสิทธิภาพของเกราะได้ โครงสร้างในพื้นที่ต้องสงสัยว่าไม่ใช่การสู้รบ ซึ่งก่อนหน้านี้ถูกมองว่ามีระดับการป้องกันต่ำสำหรับการโจมตีจากการสู้รบ ได้รวมอยู่ในแผนการดำเนินการของ SZB แล้ว ตัวอย่างเช่น พระราชบัญญัติการอนุมัติการป้องกันประเทศ พ.ศ. 2555 ได้กำหนดมาตรฐานความปลอดภัยที่เพิ่มขึ้นในโครงการก่อสร้างทางทหารในการก่อสร้าง การสร้าง และปรับปรุงโครงสร้างพื้นฐานที่มีอยู่ในประเทศสหรัฐอเมริกาและประเทศ NATO ในการก่อสร้างภาคเอกชน ข้อกำหนด SOC สำหรับโครงการก่อสร้างใหม่และการปรับปรุงอาคารที่มีอยู่ก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน เนื่องจากการพิจารณาด้านความปลอดภัย การยศาสตร์ และสิ่งแวดล้อม เนื่องจากการปกป้องโครงสร้างยังมีความสามารถในการลดเสียงรบกวนและเพิ่มฉนวนกันความร้อน อย่างไรก็ตาม ข้อกำหนดสำหรับการคุ้มครองนักสู้ยังคงเป็นหนึ่งในข้อกังวลสูงสุดสำหรับผู้วางแผนทางทหาร
United States Corps of Engineers (USACE) รับผิดชอบโครงการของรัฐบาลสหรัฐฯ ในการสร้างโครงสร้างพื้นฐานด้านการทหาร พลเรือน และความมั่นคงของชาติทั้งในระดับโลกและในประเทศ บางทีโครงการที่มีชื่อเสียงที่สุดที่สร้างโดย USACE เพนตากอนยืนเป็นเครื่องเตือนใจถึงความสำคัญของโปรแกรม SIS และความเกี่ยวข้องกับการปฏิบัติการอย่างต่อเนื่องและภารกิจด้านความมั่นคงแห่งชาติและการป้องกันกองทหาร การก่อสร้างเสร็จสมบูรณ์ในปี พ.ศ. 2484 โดยใช้โลหะเพียงเล็กน้อยเนื่องจากการขาดแคลนวัตถุดิบเชิงกลยุทธ์ในช่วงสงคราม เพนตากอนจึงถูกสร้างขึ้นเกือบทั้งหมดด้วยคอนกรีตเสริมเหล็ก ในการสรุปการศึกษาของ American Society of Civil Engineers เกี่ยวกับสภาพของอาคารทันทีหลังวันที่ 11 กันยายน ได้มีการกล่าวว่าองค์ประกอบของการออกแบบและการก่อสร้างดั้งเดิมของเพนตากอนมีส่วนทำให้เกิดความยืดหยุ่นในระหว่างการโจมตีของเครื่องบินไอพ่น พวกเขา จำกัดการทำลายทางกายภาพและการสูญเสียชีวิต ลักษณะการออกแบบของความสมบูรณ์ ความซ้ำซ้อน และการดูดซับพลังงานถูกเน้นในรายงานของกลุ่ม มันกล่าวว่าองค์ประกอบดังกล่าว "ในอนาคตควรจะรวมอยู่ในการออกแบบอาคารและโครงสร้างอื่น ๆ ซึ่งการต่อต้านการทำลายแบบก้าวหน้าถือเป็นสิ่งสำคัญมาก"
คุณสมบัติและข้อกำหนดที่คล้ายคลึงกันหากไม่เหมือนกันจะนำไปใช้กับโครงสร้างของรัฐบาลแบบคงที่และแบบเคลื่อนที่ในและต่างประเทศทั้งในประเทศและต่างประเทศ ทั้งขนาดใหญ่และขนาดเล็ก และควรรวมถึงการปรับปรุงความปลอดภัย เช่น การต้านทานการโจมตีด้วยขีปนาวุธเป็นองค์ประกอบโครงสร้างในตัวเพื่อป้องกันภัยคุกคามที่คาดการณ์ไว้ตามความเป็นจริง ด้วยเหตุนี้ SZBs จึงมีความสำคัญในความพยายามทางทหารและพลเรือนทั้งหมด และมีแนวโน้มที่จะกลายเป็นเรื่องธรรมดาในอนาคต
กฎทั่วไปในการสร้างการป้องกัน
ระบบเสาหิน
ยิ่งแข็งแกร่งยิ่งดี ความแข็งแกร่ง "เพียงพอ" จะทำลายกระสุนปืน
ยิ่งแกร่งยิ่งแกร่ง “เพียงพอ” ต้านทานการแตกร้าว
ยิ่งหนายิ่งดี
ยิ่งยากยิ่งดี
แผ่นหนาแผ่นเดียวดีกว่าแผ่นบางสองชั้น
ยิ่งความชัน (มุมของการประชุม) ยิ่งดี
ระบบหลายวัสดุ (ไฮบริด)
ความกระชับไม่ได้ดีกว่าเสมอไป แต่มักจะมีแผ่นไม้อัดแข็งอยู่
ความแกร่งไม่ได้ดีเสมอไป แต่ฐานที่แข็งแกร่งมักมีอยู่แล้ว
หนาขึ้นไม่ได้ดีเสมอไป
ยากกว่าไม่ได้ดีกว่าเสมอไป
แผ่นบางสองแผ่นดีกว่าแผ่นหนาแผ่นเดียว
ความชันมากขึ้นไม่ได้ดีเสมอไป
ผลประโยชน์ที่ปรับเปลี่ยนได้
วัสดุเกราะแบบดั้งเดิมแสดงให้เห็นถึงข้อจำกัดในการเผชิญกับความท้าทายด้านความปลอดภัยใหม่ ๆ ในขณะที่วัสดุขั้นสูง รวมถึงวัสดุคอมโพสิตและวัสดุนาโนได้แสดงให้เห็นถึงข้อได้เปรียบที่สำคัญเหนือระบบเก่า ช่วยเพิ่มความอยู่รอดของทหารแม้ในสภาวะที่รุนแรง
ข้อบกพร่องของระบบป้องกันที่มีอยู่อาจเป็นหนึ่งในมรดกของสงครามเย็น หลักคำสอนทางทหารในสมัยนั้นไม่ได้เน้นไปที่การปฏิบัติการทางทหารในพื้นที่ก่อสร้าง (ศัพท์ภาษาอังกฤษ MOBA - Mobility Operations For Built-up Areas) หรือการปฏิบัติการทางทหารในสภาพเมือง (ศัพท์ภาษาอังกฤษ MOUT - Military Operations in Urban Terrain) ในทำนองเดียวกัน หลักคำสอนที่เกิดขึ้นหลังสงครามอ่าวขึ้นอยู่กับความสามารถที่มีเทคโนโลยีสูงและมีความแม่นยำสูงที่ปรับใช้ได้ในสถานการณ์ที่น่าตกใจและน่าเกรงขามด้วยกรอบเวลาจำกัด แน่นอนว่าสิ่งนี้ไม่ได้เกิดขึ้นในอิรักที่ซึ่งระบบและยุทธวิธีเชิงรุกที่มีเทคโนโลยีสูงมีความสำคัญเป็นอันดับแรกในช่วงแรกของความขัดแย้ง และความจำเป็นในการรักษาระดับการปฏิบัติงานในช่วงเวลาที่ยาวนานกลายเป็นเรื่องวิกฤติ
SZBs ให้ข้อได้เปรียบแก่กองกำลังที่เกี่ยวข้องกับการปฏิบัติการระยะยาวในระดับโรงละครหรือระดับภูมิภาค รวมถึงสิ่งที่เกิดขึ้นในบริบทของแคมเปญ MOUT ประโยชน์มากมายเหล่านี้ เช่น ในการปกป้องอาวุธและสิ่งของมีค่าในที่ที่มีความเสี่ยงสูงนั้นชัดเจน บางอย่างก็ไม่ชัดเจน สิ่งเหล่านี้อาจรวมถึงปัญหาด้านความปลอดภัยด้านสิ่งแวดล้อมและตามหลักสรีรศาสตร์และการชุบแข็ง การปิดผนึก และการปกป้องอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์การต่อสู้และโครงสร้างพื้นฐานด้านข้อมูลที่สำคัญอื่นๆ จากผลกระทบที่อาจสร้างความเสียหายแบบไม่สมมาตร อย่างไรก็ตาม SZB ในฐานะชุดของเทคโนโลยีจะมีความหมายที่กว้างกว่าแม้กระทั่งเทคโนโลยีที่ใช้เทคโนโลยีการป้องกันทั้งหมด นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าเกราะโครงสร้างเป็นภาคเทคโนโลยีทั่วไปสำหรับทุกสาขาของกองทัพ ซึ่งส่งผลกระทบต่อการใช้งานการป้องกันอื่น ๆ และประเภทของอุปกรณ์ทางทหาร ภารกิจ และการใช้งานด้านความมั่นคงของชาติ
ข้างต้นสามารถขยายได้ ควรรวม SZB ไว้ในข้อกำหนดสำหรับการปกป้องสิ่งอำนวยความสะดวกทางนิวเคลียร์และยุทธศาสตร์ (เนื่องจากความเหมาะสมสำหรับระบบนิ่ง กึ่งและเคลื่อนที่ได้เต็มที่ภายใต้เงื่อนไขการสู้รบทั้งหมด) ภาคการทหารและพลเรือนในพื้นที่สร้างขึ้นที่ไม่ใช่การสู้รบ (เนื่องจากอาคารจะได้รับประโยชน์จากมาตรการรักษาความปลอดภัยและวิธีการก่อสร้างแบบใหม่ที่เพิ่มความยืดหยุ่นต่อการก่อการร้ายและภัยธรรมชาติ เช่น พายุเฮอริเคนและแผ่นดินไหว) การปรับปรุงให้ทันสมัยและความคิดริเริ่มในการแปลงกองกำลัง การต่อสู้ทางอิเล็กทรอนิกส์ และการประมวลผลข้อมูล (เนื่องจากความสามารถในการเพิ่มการป้องกันโครงสร้างพื้นฐานทางอิเล็กทรอนิกส์) และยานรบ (เนื่องจากความสามารถในการสร้างการป้องกันขีปนาวุธที่เชื่อถือได้สำหรับบุคลากรเคลื่อนที่)
โครงสร้างของแผงแซนวิชทั่วไปของเกราะโปร่งใส
โครงสร้างกระจกที่ใช้โดยผู้ผลิตกระจกกันกระสุนส่วนใหญ่: กระจกแรกเป็นชั้นนอก มีกระจกหลายชั้นและโพลีไวนิลบิวทีรัลที่อยู่ตรงกลาง จากนั้นเป็นโพลียูรีเทน และสุดท้ายเป็นโพลีคาร์บอเนต ข้อดีของวิธีนี้อยู่ที่ความสามารถของโพลีคาร์บอเนตในการขยายและ "จับ" เศษซากที่เกิดจากพื้นผิวกระจกที่แข็งกว่า การขยายนี้เป็นไปได้มากกว่าสองนิ้ว
NWBs ยังสอดคล้องกับความคิดริเริ่มการปฏิรูปงบประมาณ ทั้งนี้เนื่องจากการใช้งานบางส่วนในด้านเทคโนโลยีนี้ช่วยให้มีความทันสมัยและการตกแต่งสิ่งอำนวยความสะดวกและระบบที่มีอยู่ด้วยต้นทุนต่ำและการสร้างโครงสร้างพื้นฐานใหม่ทั้งหมด ซึ่งจะทำให้ได้รับประโยชน์จากงบประมาณที่มั่นคงสำหรับส่วนประกอบอื่นๆ ของโปรแกรมการปรับปรุงให้ทันสมัยโดยรวม และความคิดริเริ่มตัวอย่างเช่น งบประมาณปี 2010 ของกระทรวงกลาโหมสหรัฐฯ จัดสรร 1.4 พันล้านดอลลาร์สำหรับโครงการพัฒนาทางการทหาร 15.2 พันล้านดอลลาร์สำหรับการริเริ่มการป้องกันกองทหาร (คำขอครั้งเดียวที่ใหญ่ที่สุดหลังจากการใช้จ่ายด้านข่าวกรองทางทหาร) และ 1.5 พันล้านดอลลาร์สำหรับการต่อสู้กับ IED (อุปกรณ์ระเบิดชั่วคราว) SPBs สามารถปรับปรุงประสิทธิภาพด้านต้นทุนในภาคการป้องกันเหล่านี้ได้ ดังนั้นจึงเป็นเทคโนโลยีที่อาจจ่ายเงินจำนวนมากสำหรับการพัฒนาโปรแกรมเพื่อความมั่นคงระดับชาติและระดับนานาชาติ และการต่อสู้กับการก่อการร้าย เช่น สถานทูตและโครงการวิศวกรรมระยะยาวอื่นๆ เพื่อปกป้อง VIP และปกป้องบุคลากรที่เกี่ยวข้องในสถานการณ์วิกฤติ
ข้อดีอื่น ๆ ของการนำ SZB มาใช้และรวมเข้ากับการพัฒนาโปรแกรมทางการทหาร ได้แก่ ความจริงที่ว่าวัสดุเองและวิธีการขั้นสูงของการผลิตและการประมวลผลและการปรับแต่งที่ตามมามีแพลตฟอร์มพื้นฐานทั่วไปสำหรับการพัฒนาในด้านวัสดุที่แปลกใหม่และขั้นสูง ซึ่งรวมถึง วัสดุนาโน สามารถฝังลงใน SZB เพื่อให้มีความสามารถเพิ่มเติม เช่น เมทริกซ์เซ็นเซอร์แบบฝังและไบโอเมตริกซ์ ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของระบบป้องกันเอง มีการริเริ่มระดับโลกจำนวนหนึ่งเพื่อพัฒนาการปกป้องโครงสร้าง การผลิตและการออกแบบ และใช้ SSS ซึ่งใช้ชุดคุณลักษณะเฉพาะสำหรับใช้ในการใช้งานที่หลากหลาย
ส่วนประกอบเพียโซอิเล็กทริกจาก Ceramtec
ในสหรัฐอเมริกา สื่อสำหรับ SZB และกระบวนการที่เกี่ยวข้องได้รับการพัฒนาในศูนย์และบริการของกระทรวงกลาโหมและอุตสาหกรรมภาคเอกชน ในบรรดาศูนย์วิจัยและพัฒนาที่สำคัญที่สุดที่กำลังดำเนินอยู่นั้น ควรค่าแก่การสังเกตห้องปฏิบัติการวิจัยทางทหารของ ARL ซึ่งแผนกวิจัยอาวุธและวัสดุมีส่วนร่วมในการริเริ่มการป้องกันในโครงการสำหรับรถบรรทุก ระบบอาวุธ และยานพาหนะในอนาคต ศูนย์วัสดุคอมโพสิตแห่งมหาวิทยาลัยเดลาแวร์ยังดำเนินการวิจัยที่ได้รับทุนสนับสนุนจาก DOD เกี่ยวกับวัสดุป้องกันขั้นสูง และศูนย์พัฒนา SZB อื่นๆ จะได้รับการเน้นย้ำ
วัสดุนาโนขั้นสูง
การปกป้องโครงสร้างสามารถทำได้จากวัสดุที่หลากหลายโดยใช้เทคนิคการออกแบบขั้นสูง การประดิษฐ์และการขึ้นรูปขั้นสูง ความก้าวหน้าของการพัฒนาวัสดุเป็นหนึ่งในเทคโนโลยีการป้องกันและวิทยาศาสตร์ประยุกต์ที่เร็วที่สุด ซึ่งขับเคลื่อนโดยความท้าทายเชิงกลยุทธ์ สิ่งนี้ใช้กับการค้นพบวัสดุใหม่ตลอดจนการปรับปรุงการใช้ผลิตภัณฑ์ที่มีมูลค่าการป้องกันที่มีอยู่อย่างต่อเนื่องซึ่งเหมาะสำหรับการพัฒนาการเปลี่ยนแปลงในการป้องกันกองกำลังของพวกเขา
วัสดุนาโนพบการใช้อย่างแพร่หลายในโปรแกรมการพัฒนาในภาคการใช้งานนี้ และกระบวนการแปรรูปที่ปฏิวัติวงการจำนวนมากอยู่ภายใต้การพัฒนาหรือเข้าสู่การผลิตภาคอุตสาหกรรมแล้ว ที่ระดับแนวหน้าของการพัฒนาวัสดุขั้นสูงคือ กราฟีน ซึ่งถูกค้นพบครั้งแรกในปี 2547 กราไฟต์คล้ายคลึงกันซึ่งมีลักษณะผิดปกติทำให้มีแนวโน้มที่ดีสำหรับการใช้งานจำนวนมากรวมถึงการใช้การป้องกันโครงสร้างที่อาจเกิดขึ้น กราฟีนเป็นแผ่นกราไฟท์ที่มีความหนาเพียงอะตอมเดียว ทำให้เป็นวัสดุที่บางที่สุดที่ค้นพบจนถึงปัจจุบัน เนื่องจากมีความแข็งแรงกว่าเหล็กกล้าประมาณสองร้อยเท่า กราฟีนจึงเป็นวัสดุที่ทนทานที่สุดชนิดหนึ่งที่เคยสร้างมาในห้องปฏิบัติการ กราฟีนยังมีคุณสมบัติการนำไฟฟ้าที่ผิดปกติอีกด้วย ซึ่งถือเป็นการปฏิวัติการใช้งานในไมโครโปรเซสเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ ทำให้กราฟีนเป็นวัสดุที่มีศักยภาพสูงในด้านเทคโนโลยีที่สำคัญหลายประการ อย่างไรก็ตาม แม้ว่าทั้งหมดนี้จะมีแนวโน้มดี แต่การใช้กราฟีนสำหรับการพัฒนาโปรแกรมทางทหารยังคงอยู่ในอนาคต เนื่องจากขาดการวิจัยประยุกต์เกี่ยวกับวัสดุใหม่นี้ ความยากลำบากในการผลิตในปริมาณอุตสาหกรรมในขณะที่รักษาผลกำไรสูง(สำหรับ "การทดลองขั้นสูงด้วยวัสดุสองมิติ - กราฟีน" A. K. Geim และ K. S. Novoselov ได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ในปี 2010)
M2 / M3 BRADLEY BMP ใช้เกราะอลูมิเนียมอัลลอยด์ 7039-T64 (ครึ่งบน) และ 5083-H131 (ครึ่งล่าง) อย่างไรก็ตาม ประสบการณ์การต่อสู้ในอิรักทำให้มีการป้องกันเพิ่มขึ้นเนื่องจากมีชั้นเกราะเพิ่มเติมที่ทำจากเหล็กหลายชั้น บวกกับองค์ประกอบแบบพาสซีฟ (ส่วนประกอบ) และเกราะแบบรีแอกทีฟ ซึ่งเราเห็นในภาพ
อย่างไรก็ตาม ท่อนาโนคาร์บอน (carbon nanotubes - CNTs) เป็นที่รู้จักกันดีในด้านความคิดริเริ่มด้านการวิจัยและพัฒนา และได้พบการใช้งานจริงมากมาย ไม่เพียงแต่ในด้านทหาร แต่ยังรวมถึงในด้านความมั่นคงของชาติและการบังคับใช้กฎหมายด้วย วัสดุเกราะขั้นสูงจากท่อนาโนคาร์บอนยาวสามารถผลิตได้รูปทรงและโครงสร้างที่หลากหลาย รวมทั้งแผ่น เส้นใย แผ่น และรูปทรงขึ้นรูป วัสดุที่ "ปรับปรุงระดับนาโน" ขั้นสุดท้ายนั้นมีน้ำหนักเบาแต่ทนทานอย่างยิ่ง และคุณสมบัติทางความร้อนด้วยไฟฟ้าสามารถเปลี่ยนแปลงได้ในระหว่างกระบวนการผลิต เมื่อสร้างโครงสร้างคอมโพสิต เกราะที่ใช้ CNT จะมอบโซลูชันที่ยืดหยุ่นและน้ำหนักเบา ซึ่งให้การป้องกันที่เหนือกว่าต่อการโจมตีด้วยขีปนาวุธบนยานพาหนะและโครงสร้างพื้นฐานการรบแบบตายตัวหรือแบบเคลื่อนที่อื่นๆ ภายใต้สัญญาที่มีอยู่กับห้องปฏิบัติการ Natick Labs นั้น Nanocomp Technologies ได้พัฒนาแผงคอมโพสิตตาม CNT ที่มีความหนาเพียงไม่กี่มิลลิเมตรสำหรับการปกป้องบุคลากรส่วนบุคคล พวกเขาหยุดกระสุน 9 มม. ในระยะใกล้
ความเสียหายเมื่อเจาะวัสดุคอมโพสิต
วัสดุคอมโพสิต
วัสดุคอมโพสิตค่อนข้างคล้ายกับโลหะผสม แต่โดยพื้นฐานแล้ววัสดุผสมต่างกันตรงที่พวกมันไม่ละลายในกันและกัน และสามารถเกิดขึ้นได้จากวัสดุที่เป็นส่วนประกอบที่แตกต่างจากองค์ประกอบหรือการผสมของเฟสโลหะ อย่างไรก็ตาม เช่นเดียวกับโลหะผสม คอมโพสิตสามารถเกิดขึ้นได้จากส่วนประกอบตั้งแต่สองชิ้นขึ้นไป ซึ่งสามารถเปลี่ยนแปลงรูปร่างหรือโครงสร้างได้อย่างมีนัยสำคัญ วัสดุคอมโพสิตสามารถทำได้ตามกระบวนการที่หลากหลาย ซึ่งรวมถึงเทคนิคการยึดติดแบบใหม่ เช่น การเคลือบ การทำแซนวิช การเผาผนึก การฉีดขึ้นรูปอนุภาค การทอเส้นใย และเทคนิคการผลิตระดับนาโน เช่น ไมโครบีบอัด เมื่อผลิตเป็นระบบป้องกันขีปนาวุธ พวกเขาจะจัดประเภทเป็นเกราะโครงสร้างคอมโพสิต (CSA) และก่อให้เกิดวัสดุใหม่จำนวนหนึ่ง เช่น แผ่นลามิเนตระหว่างโลหะ (MIL) และคอมโพสิตเมทริกซ์เซรามิก (CMC)
โดยทั่วไปแล้ว วัสดุคอมโพสิตแบบ Ballistic จะถูกผลิตขึ้นเป็นโครงสร้างแบบรังผึ้งและลามิเนตของชั้นคอมโพสิต ยาง และเซรามิกที่มีผนังหนา ซึ่งรวมกันเพื่อสร้างสมดุลที่เหมาะสมที่สุดของโครงสร้างและประสิทธิภาพการทำงานของขีปนาวุธโดยมีน้ำหนักน้อยที่สุด ในบรรดาลามิเนตเหล่านี้ ได้แก่ วัสดุคอมโพสิตเกราะทึบแสง โปร่งแสง และโปร่งใส ซึ่งใช้แทนกระจกกันระเบิดสำหรับรถยนต์ คอมโพสิตไฟเบอร์กลาสและไฟเบอร์กลาสอีพ็อกซี่ให้การปกป้องที่ดีเยี่ยมสำหรับยานพาหนะในพื้นที่ต่อสู้ที่มีความเสี่ยงสูงต่อการโจมตีด้วย IED โฟมอะลูมิเนียมแบบเซลล์ปิด CCAF (Closed-Cell Aluminium Foam) มีน้ำหนักต่ำ ผสานกับความแข็งแรงสูง ความแข็ง ดูดซับพลังงานได้ดี ลักษณะการผลิตอาจแตกต่างกันไปตามโครงสร้างของโครงสร้างจุลภาคที่ก่อตัวขึ้น เมื่อทำขีปนาวุธ CCAF จะแสดงการเสียรูปที่ไม่เป็นเชิงเส้นอย่างมีนัยสำคัญและการลดทอนของคลื่นความเครียด แผ่นเกราะคอมโพสิตที่มี CCAF สามารถทนต่อแรงกระแทกของกระสุนกระจายตัวขนาด 20 มม. ตามข้อมูลที่ได้จากห้องปฏิบัติการ ARL ของอเมริกา
คอมโพสิตขีปนาวุธในประเภทนี้เหมาะสำหรับการป้องกันการระเบิดของยานพาหนะ เช่น การป้องกันขีปนาวุธสำหรับยานพาหนะ MRAP ที่ใช้ในสภาพแวดล้อมการต่อสู้ในเมือง พวกเขายังสามารถใช้ในพื้นที่อื่น ๆ เช่นถังปืนใหญ่ พวกเขามักจะทำในรูปแบบของแผ่นปิดหรือแผงซึ่งติดตั้งทั้งภายในและภายนอกเครื่องป้องกันเป็นแผ่นพื้น, กัน Spall และวัสดุบุผิว วัสดุผสมเซรามิกสามารถผลิตได้ในรูปแบบของเกราะโครงสร้างที่มีคุณสมบัติป้องกันการระเบิดและป้องกันการแตกตัวได้ดี (เศษและเศษรองจำนวนมาก) สิ่งนี้ทำให้วัสดุผสมเซรามิกเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานเกราะโครงสร้าง โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับ MRAP และยานเกราะต่อสู้ขนาดเล็กและขนาดกลางอื่นๆ ซึ่งการออกแบบควรประนีประนอมเมื่อพิจารณาจากน้ำหนักที่จำกัด เนื่องจากเกราะหนักมีผลเสียต่อการเคลื่อนที่ของยานพาหนะ อย่างไรก็ตาม ยานพาหนะขนาดใหญ่ รวมทั้งรถบรรทุกยุทธวิธีและรถหุ้มเกราะ (เช่น รถหุ้มเกราะ Rhino Runner) เป็นตัวเลือกที่ดีกว่าสำหรับการผสานรวมกับโซลูชันเกราะโลหะมาตรฐาน
เมื่อรวมเข้ากับวัสดุคอมโพสิตขั้นสูงของวัสดุนาโน นาโนคอมโพสิตที่เป็นผลลัพธ์สามารถให้ประสิทธิภาพการทำงานหรือการป้องกันเพิ่มเติมเหนือวัสดุที่ไม่เสริมความแข็งแรง หรือระดับเดียวกันในขณะที่ลดมวล โพลีเมอร์และโมโนเมอร์ รวมถึงพลาสติกโพลีเมอร์ ยังสามารถผลิตเพื่อใช้เป็นวัสดุคอมโพสิตขั้นสูงสำหรับการป้องกันโครงสร้าง ลักษณะหนึ่งของนาโนโพลิเมอร์ที่ฝังด้วยอนุภาคนาโน ซึ่งมีความยาวคลื่นน้อยกว่าความยาวคลื่นของแสงที่มองเห็นได้ (ประมาณ 400 นาโนเมตร) แสดงให้เห็นว่าวัสดุสำเร็จรูปสามารถโปร่งใสได้ วัสดุเชิงกลยุทธ์โพลีเมอไรซ์ดังกล่าวหลายประเภทได้รับการผลิตโดยมีลักษณะที่คล้ายคลึงกัน เห็นได้ชัดว่าคุณสมบัติเหล่านี้มีค่าในเชิงกลยุทธ์เมื่อทำการดัดแปลงหรือเปลี่ยนกระจกกันกระสุนแบบเดิมในยานรบและการรักษาความปลอดภัย
SmartArmour เป็นระบบจองแบบมัลติฟังก์ชั่นหลายชั้นที่ผลิตโดย SmartNano Materials of Piano ซึ่งสามารถจ่ายให้โปร่งใสหรือทึบแสงตามข้อกำหนดของผู้ใช้ปลายทาง มันสามารถทนต่อกระสุนเจาะเกราะ คลื่นระเบิด ชิ้นส่วนของเปลือกและการระเบิดที่ IED อย่างไรก็ตาม Vitreloy zirconium และแก้วโลหะเบริลเลียมยังผลิตขึ้นด้วยคุณสมบัติที่คล้ายคลึงกันโดย Amorphous Technologies International ศูนย์วิจัยและพัฒนา RDECOM ของ ARL ได้พัฒนาชุดเกราะเหลวสำหรับการป้องกันขีปนาวุธโดยอิงจากของเหลวที่ทำให้แรงเฉือนของอนุภาคนาโนซิลิกาที่เป็นของแข็งที่แขวนลอยอยู่ในโพลิเอทิลีนไกลคอล ได้รับการทดสอบกับชุดเกราะด้วย Kevlar เรียบร้อยแล้ว
การประมวลผลอุปกรณ์คือความอิ่มตัวของวัสดุเกราะโครงสร้างที่มีโครงสร้างนาโนที่สามารถรวมโปรเซสเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ประสิทธิภาพสูงเข้าเป็นองค์ประกอบของเกราะได้ "วัสดุอันชาญฉลาด" ดังกล่าวสามารถสร้างขึ้นในผนังหุ้มเกราะได้ ตัวอย่างของการใช้งานคือเพียโซอิเล็กทริก วัสดุเหล่านี้เป็นวัสดุธรรมชาติที่ปล่อยแรงกระตุ้นทางไฟฟ้าเมื่อเขย่า บิดเบี้ยว หรือบีบอัด เพียโซอิเล็กทริกซึ่งก่อนหน้านี้ใช้ในเชิงพาณิชย์ในเข็มแบบแท่นหมุน สามารถฝังในโครงสร้างเกราะได้ เช่น แผง ส่วนประกอบแบบแยกส่วน และติดตั้งในผนังรับน้ำหนักในรูปแบบของเซ็นเซอร์ความร้อน การสั่นสะเทือน และแรงกระแทก
ในโครงการที่ได้รับทุนจากกระทรวงพลังงานสหรัฐและดำเนินการโดยห้องปฏิบัติการเบิร์กลีย์ที่มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ได้มีการพัฒนาวัสดุเพียโซอิเล็กทริกที่ล้ำสมัยโดยใช้วัสดุเพียโซอิเล็กทริกที่มีโครงสร้างผลึกเพอร์รอฟสไกต์อย่างไรก็ตาม Accellent Technologies ซึ่งเป็นบริษัทป้องกันในมินนิอาโปลิสที่เชี่ยวชาญด้านการตรวจสอบโครงสร้าง ได้พัฒนาชุดฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ที่เรียกว่า SMART Layer ซึ่งรวมเซ็นเซอร์เข้ากับส่วนประกอบโครงสร้าง เช่น แผงและผนัง ระบบของบริษัทใช้เซ็นเซอร์หลายตัวแบบฝังตัวที่ใช้เซ็นเซอร์ความร้อน แรงดึง และไฟเบอร์ออปติกที่ใช้ไมโครโปรเซสเซอร์เพื่อตรวจจับการเปลี่ยนแปลงในความสมบูรณ์ของโครงสร้างที่สังเกตได้โดยใช้วิธีการสแกนแบบแอ็คทีฟที่เป็นเอกสิทธิ์เฉพาะ Diaform Armor Solutions ซึ่งเป็นแผนกหนึ่งของ Ceradyne Inc. ได้สร้างโซลูชันเกราะโครงสร้างน้ำหนักเบาโดยใช้คอมโพสิตเทอร์โมพลาสติกเพื่อสร้างรูปร่างโครงสร้างสามมิติอย่างรวดเร็ว ซึ่งสามารถสร้างองค์ประกอบแบบโมดูลของส่วนประกอบโครงสร้างเสริมแรงได้
โมดูลความปลอดภัย Protech กันกระสุน
IBD Deisenroth Advanced Multi-Layer Armor Concept
องค์ประกอบการออกแบบโมดูลาร์ที่ตรงตามมาตรฐานเมทริกซ์เกราะขีปนาวุธ (BAM) ยังใช้กันอย่างแพร่หลายในการออกแบบใหม่ เพิ่มเติมและปรับเปลี่ยนโครงสร้างที่มีอยู่ ซึ่งคุณลักษณะที่สำคัญที่สุดคือความปลอดภัยที่เพิ่มขึ้นและความต้านทานต่อการโจมตีด้วยขีปนาวุธ ข้อกำหนด BAM ซึ่งจดสิทธิบัตรโดย Antiballistic Security and Protection (ASAP) Inc อธิบายองค์ประกอบโครงสร้างหุ้มเกราะหลายชั้น เช่น ผนัง เพดาน และพื้น ซึ่งประกอบด้วยชั้นของแผ่นแข็งของเส้นใยอะรามิดและเหล็กกล้าเครื่องมือชุบแข็ง (เช่น Thermasteel ผลิตโดย Thermasteel Corporation) หรือตาข่ายเหล็กชุบแข็ง ข้อกำหนดของ BAM ได้แก่ BAM-1, BAM-1A และ BAM-8; แต่ละส่วนอธิบายถึงระดับการป้องกันโครงสร้างที่เพิ่มขึ้น Zagros Construction ได้พัฒนาระบบผนัง ThermalBlast ซึ่งบริษัทกล่าวว่ามีความทนทานสูงต่อการโจมตีด้วยขีปนาวุธและการบุกรุกของแรง ใช้ระบบ BAM-8 ที่จดสิทธิบัตรแล้วซึ่งประกอบด้วยผนังด้านในที่กันกระสุนน้ำหนักเบาป้องกัน (หรือ BAM Inner Matrix) ส่วนหนึ่งประกอบด้วยเคฟลาร์ขีปนาวุธซึ่งสามารถรวมเข้ากับเพดานและพื้นและแผง ThermaSteel อื่น ๆ บริษัทแนะนำระบบ ThermalBlast สำหรับสถานทูต รัฐบาลและที่ทำการไปรษณีย์ สถานที่ปฏิบัติงานนอกชายฝั่ง คลังกระสุน และสิ่งอำนวยความสะดวกที่สำคัญอื่นๆ การป้องกันกระสุนปืนของสหรัฐฯ ผลิตแผงเหล็กกันกระสุนหลายแบบเป็นโซลูชันแผ่นกันกระสุนเดียว ซึ่งบริษัทประเมินว่าตรงตามมาตรฐาน NIJ Armor Level IV
วัสดุ SZB ยังถูกใช้ในระบบการรุกบางระบบ เช่น ซับในของไซโลขีปนาวุธ ท่อส่งและภาชนะบรรจุที่บรรทุกบนเครื่องยิงขีปนาวุธแบบเคลื่อนที่ได้ ซึ่งต้องการการเสียดสีจากความร้อนที่ดีและมีลักษณะต้านทานแรงสั่นสะเทือนจากจลนศาสตร์ ระบบ HyperShield ที่พัฒนาโดยบริษัทอเมริกัน V-System Composites ซึ่งใช้แผ่นเกราะแบบบูรณาการและโครงสร้างคอมโพสิตขั้นสูง เป็นโซลูชันการจองแบบกันกระสุนราคาถูกและน้ำหนักเบา และมีระดับการป้องกัน NIJ ระดับ III สำหรับการป้องกันขีปนาวุธ ซึ่งรวมถึงยานพาหนะขนส่งและ ข้อกำหนดด้านขีปนาวุธสำหรับเครื่องบิน หัวรบนิวเคลียร์ที่ฝังไว้ เช่น B-61 ของอเมริกา ยังสามารถใช้วัสดุเกราะเชิงโครงสร้างได้ ในขณะที่อาวุธนิวเคลียร์ที่มีจุดประสงค์เพื่อการระเบิดภาคพื้นดินที่เรียกว่า "การทิ้งระเบิดพรม" เช่น ระเบิด B-53 ของอเมริกา ก็จะต้องมีเกราะป้องกันด้วยเช่นกัน ของตัวกระสุนจากแรงกระแทก
Frontier Performance Polymers ซึ่งได้รับการสนับสนุนจาก Army Center Natick ได้ประสบความสำเร็จในการพัฒนาเทคโนโลยีโพลีเมอร์ที่ก้าวล้ำ และวิธีการผลิตที่เป็นนวัตกรรมใหม่สำหรับชุดเกราะโปร่งแสงเพื่อปกป้องดวงตาและใบหน้าวัสดุนี้มีน้ำหนักพื้นฐาน 0.16 กก. / ซม. 2 มีลักษณะขีปนาวุธเช่นเดียวกับวัสดุอะรามิด / ฟีนอลที่ใช้ในหมวกทหาร แต่มีราคาน้อยกว่า 10 เท่า
วัสดุดั้งเดิม
อย่างไรก็ตาม วัสดุดั้งเดิมที่ใช้ในการผลิตโครงสร้างป้องกัน เช่น เหล็กไม่เจือและคอนกรีตเสริมเหล็ก นั้นไม่ใช่วัสดุในอดีต โดยเฉพาะอย่างยิ่ง โลหะผสมยังคงเป็นวัสดุที่ต้องการเนื่องจากคุณสมบัติการป้องกันที่พิสูจน์แล้วและโรงงานผลิตที่มีอยู่สำหรับการผลิตและการใช้งานด้านการป้องกัน โซลูชันเกราะที่ "แข็งแกร่ง" เหล่านี้ไม่เพียงแต่ใช้ได้กับเหล็กกล้าขีปนาวุธและโลหะผสมเชิงกลยุทธ์เท่านั้น แต่ยังรวมถึงวัสดุคอมโพสิตขั้นสูงที่มีคุณสมบัติขีปนาวุธที่ดีด้วย นอกจากนี้ยังใช้กับประเภทของเกราะที่ทำจากหรือเสริมด้วยเส้นใยหรือตาข่ายทอแน่น เป็นวัสดุหุ้มเกราะโครงสร้าง คอนกรีตมีลักษณะที่ต้องการและยังคงใช้กันอย่างแพร่หลายในขณะที่มีต้นทุนการผลิตต่ำ
นาวิกโยธินสหรัฐฯ LAV 8x8 ได้รับส่วนประกอบเกราะคอมโพสิตเพิ่มเติมเหนือตัวถังอลูมิเนียมอัลลอยด์ ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของโครงการปรับปรุงให้ทันสมัยอย่างต่อเนื่อง
วัสดุหุ้มเกราะจาก AMAP-S IBD Deisenroth ทำหน้าที่สนับสนุนที่สำคัญในการลดสัญญาณความร้อนของรถ
Expeditionary Fighting Vehicle EFV (Expeditionary Fighting Vehicle) ของนาวิกโยธินเป็นยานเกราะต่อสู้คันแรกที่ใช้เกราะ 2518-787 ซึ่งเป็นโลหะผสมของอะลูมิเนียม ทองแดง แมงกานีส แม้ว่าโลหะผสมนี้จะมีความเหนียวและมีคุณสมบัติขีปนาวุธที่ดี แต่ก็มีความเหนียวของขีปนาวุธที่ไม่ดีในรอยเชื่อมชนทั่วไป สิ่งนี้ทำให้ผู้ผลิตต้องแยกรอยเชื่อมชนและรอยเชื่อมเนื้อหลักออกจากโครงสร้างเพื่อเพิ่มความทนทานต่อแรงกระแทก ขณะนี้เพลตกับเพลทถูกยึดด้วยกลไกแล้ว ในท้ายที่สุด ปัญหามากมายของโปรแกรมนี้ทำให้เกิดการปิดโครงการที่มีแนวโน้มดีนี้
โลหะผสมเป็นวัสดุที่ทนทานที่สุดบางส่วนที่สามารถสร้างเกราะป้องกันได้ โลหะผสมเป็นการรวมกันขององค์ประกอบทางเคมีตั้งแต่สององค์ประกอบขึ้นไป - โลหะ (หรือองค์ประกอบโลหะและอโลหะ) มักจะ "หลอมรวม" เข้าด้วยกันหรือละลายในกันและกันในระหว่างกระบวนการหลอมเหลว ผลลัพธ์ที่ได้คือวัสดุที่มีประสิทธิภาพดีกว่าส่วนประกอบแต่ละชิ้น ไททาเนียมและไททาเนียมอัลลอยด์เป็นองค์ประกอบเกราะโครงสร้างทั่วไป การใช้งานรวมถึงแผ่น "บาดแผล" ในระบบการจองส่วนบุคคลซึ่งให้การป้องกันระดับสูงสำหรับพื้นที่เสี่ยงสูงของร่างกาย โลหะผสมเบริลเลียม-อะลูมิเนียมยังประสบความสำเร็จในหลายกรณี ความแข็งแรงและความแข็งเฉพาะของโลหะผสมนี้เหนือกว่าโลหะผสมไททาเนียมทั่วไป ส่งผลให้น้ำหนักโครงสร้างลดลงและประสิทธิภาพดีขึ้น เหล็กกล้าเกราะยังเป็นวัสดุเชิงกลยุทธ์ที่เหมาะสำหรับเกราะโครงสร้าง
นอกจากนี้ยังมีการผลิต "ซูเปอร์อัลลอย" หรือ "อัลลอยด์ประสิทธิภาพสูง" จำนวนหนึ่งเพื่อการค้าภายใต้ชื่อแบรนด์ ในหมู่พวกเขาคือโลหะผสม Hastelloy ที่มีความแข็งแรงสูงซึ่งมีองค์ประกอบหลักคือโลหะทรานซิชัน - นิกเกิล Kovar ซึ่งเป็นโลหะผสมโคบอลต์ - นิกเกิลมีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนที่ยอดเยี่ยม โลหะผสมนิกเกิล - ทองแดง - เหล็ก Monel; และโลหะผสมนิกเกิลโครเมียมอินโคเนล
การชุบแข็งด้วยเลเซอร์เป็นหนึ่งในกระบวนการแปรรูปที่ปรับปรุงลักษณะการทำงานของโลหะพื้นฐานและโลหะผสม มีการปรับปรุงคุณสมบัติประเภทอื่นๆ รวมถึงไมโครคอมเพรสชัน ซึ่งเป็นกระบวนการแปรรูปที่ใช้เทคนิคลำแสงไอออนแบบโฟกัสเพื่อทำให้วัสดุขั้นสูงอิ่มตัวด้วยโครงสร้างย่อยเพื่อเพิ่มความแข็งแรงและความทนทานนอกจากนี้ยังใช้การขึ้นรูปซุปเปอร์พลาสติก ส่งผลให้ผลิตภัณฑ์โลหะและเซรามิกมีความต้านทานแรงดึงสูงมาก
ห้องปฏิบัติการ NETL (ห้องปฏิบัติการเทคโนโลยีพลังงานแห่งชาติ) ของกระทรวงพลังงานสหรัฐฯ ได้รับมอบหมายจากกองบัญชาการยานยนต์และอาวุธยุทโธปกรณ์ (TACOM) และห้องปฏิบัติการวิจัยทางการทหารของ ARL ให้ดำเนินโครงการพัฒนาแผ่นเกราะเหล็กหล่อสำหรับยานยนต์ทหารอเมริกัน รวมถึงแบรดลีย์ BMP ในเรื่องนี้ NETL-TACOM-Lanoxide Corp และ DARPA ได้ร่วมกันพัฒนาฟักแบบหล่อ และผลข้างเคียงของโปรแกรมคือการได้รับแพทช์เกราะ ต่อมา ภายใต้โครงการนี้ แผ่นเกราะไททาเนียม (โดยใช้โลหะผสมสำหรับการบิน Ti-6Al-4V) ได้รับการพัฒนาสำหรับ M-1A1 ABRAMS MBT ร่วมกับ TACOM และผู้รับเหมาหลัก General Dynamics เมื่อไม่นานมานี้ NETL ได้พัฒนาเกราะ AFV ที่มีความแข็งแรงสูงโดยใช้โลหะผสมไททาเนียมเผาผนึกเพื่อเพิ่มความแข็งแรงของวัสดุขั้นสุดท้าย วัสดุเกราะที่ทำจากการแทรกซึมของซิลิกอน (SiSiC) และซิลิกอนคาร์ไบด์ที่เผาผนึก (SSiC) เป็นผลิตภัณฑ์ของ CeramTec แห่งอเมริกาเหนือจากรัฐนิวเจอร์ซีย์ ซึ่งเป็นหน่วยงานในอเมริกาของบริษัท CeramTec AG ของเยอรมัน วัสดุเหล่านี้แสดงให้เห็นถึงความเสถียรทางความร้อนทางเคมีที่ดีและความต้านทานสูงต่อความเครียดทางไตรโบโลยี (ไทรโบโลยีเป็นสาขาวิชาทางวิทยาศาสตร์ที่ศึกษาความเสียดทานและการสึกหรอของส่วนประกอบเครื่องจักรและกลไกเมื่อมีสารหล่อลื่น)
AT&F Advanced Metals ในรัฐโอไฮโอเป็นบริษัทเอกชนที่เชี่ยวชาญด้านการประดิษฐ์และการแปรรูปโลหะและโลหะผสมที่ทนทาน ซึ่งรวมถึงไททาเนียม เซอร์โคเนียม ไนโอเบียม โลหะผสมนิกเกิล และสเตนเลสดูเพล็กซ์ จัดหาลูกค้าพลเรือนและฝ่ายกลาโหม เฉพาะเจาะจงมากขึ้นคือแผนก Steel Solutions และ Nuclear ของบริษัทนี้ นอกจากนี้ยังผลิตวัสดุสำหรับ SZB จากเหล็กกล้าอัลลอยต่ำที่มีความแข็งแรงสูง เหล็กกล้าคาร์บอน โลหะผสมจากเหล็กกล้า บริษัทยังเกี่ยวข้องกับการหุ้มเกราะโครงสร้างของโรงงานนิวเคลียร์ รวมถึงภายในเครื่องปฏิกรณ์และภาชนะบรรจุกากนิวเคลียร์
โปรแกรมอื่นๆ
โครงการ SZB อื่น ๆ กำลังดำเนินการในกองกำลังที่ส่งกำลังทั้งหมดและการปฏิบัติการทางทหารทั่วโลกจำนวนมาก ความต้องการและความท้าทายในทันทีของพวกเขาเกี่ยวข้องโดยตรงกับการปกป้องกองกำลังสื่อสารในปัจจุบันและอนาคต เนื่องจากขอบเขตการใช้งานเหล่านี้รวมถึงการป้องกันขีปนาวุธของยานพาหนะ ทหารในฐานะงานปรับปรุงระบบ และมีส่วนสนับสนุนให้โครงสร้างพื้นฐานทางทหารอยู่รอดต่อภัยคุกคามที่ไม่สมดุลต่างๆ ที่พบได้ทั่วไปในการปฏิบัติการรักษาสันติภาพระดับภูมิภาค
การหุ้มเกราะขั้นสูงของยานพาหนะ สถานที่ปฏิบัติงานนอกชายฝั่งของกองทัพและรัฐบาล และตำแหน่งของบุคลากรทางทหารในแนวหน้าและด้านหลังจะได้รับประโยชน์จากความพร้อมของขีดความสามารถที่ติดตั้งเท่านั้น ในขณะที่แอปพลิเคชั่นจำนวนมากมีการปรับปรุงและอัปเกรดความสามารถและระบบที่มีอยู่ เช่น ชุดเกราะเพิ่มเติมประเภทใหม่สำหรับยานเกราะต่อสู้เพื่อป้องกัน IED ส่วนอื่นๆ เป็นระบบที่เป็นนวัตกรรมและล้ำสมัยในอนาคต
บริษัทสัญชาติเยอรมัน IBD Deisenroth Engineering AG ผลิตระบบ AMAP High-tech Survivability Enhancement System เป็นชุดเกราะป้องกันโครงสร้างที่หลากหลายโดยใช้วิธีการผลิตที่หลากหลายและวัสดุขั้นสูง รวมถึงโลหะผสมและคอมโพสิตที่มีความแข็งแรงสูง ในหมู่พวกเขาคือ AMAP-IED ซึ่งรวมเอาเกราะเซรามิกและเทคโนโลยีซับในป้องกันการแตกกระจาย และสามารถจัดหาให้เป็นองค์ประกอบแบบแยกส่วน และได้รับการออกแบบมาเพื่อเพิ่มการปกป้องของยานพาหนะทางทหาร IBD เรียก AMAP-IED ว่าเป็นระบบป้องกันรุ่นต่อไป และจัดประเภทเป็นระบบป้องกันเศษของกระสุนปืนใหญ่ขนาดลำกล้องสูงสุด 155 มม. เช่นเดียวกับทุ่นระเบิดริมถนนและ IEDAMAP-T เป็นเกราะโปร่งใสที่ทำจากแก้วเซรามิก ซึ่งบริษัทอธิบายว่ามีความโปร่งใสที่เหนือกว่าและความทนทานสูง ตรงตามมาตรฐาน STANAG ระดับ 1 ถึง 4
ระบบป้องกันหลังคารถยนต์มีให้โดย AMAP-R และ AMAP-ADS ซึ่งเป็นวัสดุที่ปรับให้เหมาะกับอาวุธ ซึ่งเป็นวัสดุที่ทำจากวัสดุคอมโพสิตน้ำหนักเบาพิเศษซึ่งเหมาะสำหรับเกราะหลังคารถยนต์ วิธีแก้ปัญหาเกราะที่น่าสนใจที่สุดคือ AMAP-S ปรับให้เหมาะสมสำหรับการป้องกันขีปนาวุธและการจัดการลายเซ็น โดยลดลายเซ็นของยานพาหนะทางทหารเมื่อสแกนด้วยเซ็นเซอร์ลาดตระเวนในสเปกตรัมที่มองเห็นได้ อินฟราเรด เรดาร์ และอะคูสติก วัสดุเหล่านี้สามารถใช้เป็นส่วนประกอบเสริมของตัวเครื่องที่มีอยู่ได้ กล่าวคือ สามารถติดตั้งกับเครื่องรุ่นใหม่หรือเครื่องจักรที่ใช้บริการอยู่แล้วได้
ตัวอย่างเทปเซ็นเซอร์เลเยอร์ SMART ของ Accellent
แผนก BAE ของบริษัทอเมริกัน ProTech นำเสนอชุดเกราะโครงสร้างที่หลากหลาย ซึ่งรวมถึงรั้วกันกระสุนหลายประเภทและตำแหน่งการรบหุ้มเกราะ รวมถึงคูหาหุ้มเกราะและป้อมยาม รั้วความปลอดภัยเคลื่อนที่ และระบบป้องกันที่ติดตั้งบนยานพาหนะสำหรับทหารประเภทหอคอย โซลูชั่นแบบอยู่กับที่สำหรับเกราะโครงสร้างของ บริษัท นี้แสดงโดย AFPS (ตำแหน่งการรบหุ้มเกราะ) จำนวนหนึ่ง ซึ่งสามารถป้องกันกระสุนขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 9 มม. - 12.7 มม. โซลูชัน AFPS อื่นๆ จาก ProTech ได้แก่ โครงสร้างหุ้มเกราะที่เคลื่อนย้ายได้ซึ่งได้รับการปรับให้เหมาะสมสำหรับการรักษาความปลอดภัยในขอบเขตและจุดตรวจ การปกป้องทรัพย์สินที่สำคัญ การรักษาความปลอดภัยของป้อมยาม และจุดตรวจชายแดน
ProTech ยังผลิตระบบโมดูลาร์ที่สามารถออกแบบได้ตามข้อกำหนดของผู้ใช้ปลายทาง ระบบที่คล้ายคลึงกันซึ่งใช้คอนเทนเนอร์หุ้มเกราะที่ขนส่งได้ซึ่งผลิตโดย EADS ได้รับการพัฒนาโดยความร่วมมือกับ KMW ภายใต้สัญญากับสำนักงานจัดซื้อจัดจ้างเพื่อการป้องกันแห่งสหพันธรัฐเยอรมัน ระบบคอนเทนเนอร์หุ้มเกราะที่เรียกว่า TransProtec ซึ่งสามารถรองรับคนได้ 18 คน รวมทั้งอุปกรณ์ ได้รับการปรับให้เหมาะสมเพื่อปกป้องกองกำลังภาคพื้นดินจากการโจมตีด้วย IED, การซุ่มยิง, เศษกระสุน, ทุ่นระเบิด และอาวุธที่มีอำนาจทำลายล้างสูง และขณะนี้กำลังให้บริการกับกองทัพเดนมาร์กและเยอรมันใน หลังระบบเรียกว่า MuConPers (คอนเทนเนอร์สากลสำหรับขนส่งคน)
Plasan North America ซึ่งเป็นหน่วยงานหนึ่งของ Plasan Sasa ของอิสราเอล ยังได้พัฒนาชุดเกราะป้องกันโครงสร้างภายใต้สัญญามูลค่าหลายล้านดอลลาร์กับกระทรวงกลาโหมสหรัฐฯ เพื่อคุ้มครองยานพาหนะ MRAP ใหม่ ตามสัญญา Plasan เป็นผู้รับเหมาหลักในโครงการผลิตร่วมกับ BAE Systems ในฐานะผู้รับเหมาช่วงสำหรับการจัดหาระบบจองสำหรับเครื่องจักร Oshkosh M-ATV ซึ่งส่วนใหญ่ทำงานในอัฟกานิสถานภายใต้สัญญากับคำสั่ง TACOM ของอเมริกา กองทัพ. Plasan เป็นผู้นำระดับโลกในการออกแบบระบบเกราะเสริมและระบบป้องกันใต้ระเบิดสำหรับการปกป้องยานพาหนะทางยุทธวิธีในพื้นที่ทหารและพลเรือน
ระบบป้องกันทหารขั้นสูงอยู่ในขอบเขตของการใช้งานการป้องกันโครงสร้างและรวมถึงโครงกระดูกภายนอกการรบที่ขับเคลื่อนด้วยกลไก พวกเขาสัญญาว่าจะมีผลกระทบอย่างมากต่อการปฏิบัติการรบภาคพื้นดินหากระบบดังกล่าวมีศักยภาพเต็มที่ ปัจจุบันมีการริเริ่มโครงการพัฒนาเทคโนโลยีของภาครัฐและเอกชนที่สำคัญหลายแห่งในสหรัฐอเมริกา หนึ่งในโปรแกรมเหล่านี้ดำเนินการโดยศูนย์วิจัย Natick Labs ของกองทัพสหรัฐฯ เพื่อการพัฒนาทหารตามแนวคิดนักรบแห่งอนาคต ซึ่งจัดเตรียมระบบที่บูรณาการอย่างสมบูรณ์สำหรับทหาร ซึ่งรวมถึงระบบย่อยหลักหกระบบNSRDEC (ISN ของ MIT - Soldier Nanotechnologies) และ Soldier System Integration Lab (SSIL) ก็กำลังทำงานในโปรแกรมเหล่านี้ เป้าหมายสูงสุดของ SSIL คือการพัฒนาสิ่งที่ SSIL เรียกว่าชุดต่อสู้แห่งศตวรรษที่ 21 ซึ่งรวมเอาความสามารถด้านเทคโนโลยีขั้นสูงเข้ากับน้ำหนักที่เบา.
Berkeley Robotics and Human Engineering Laboratory (BLEEX) ได้พัฒนาต้นแบบของโครงกระดูกภายนอกที่ขับเคลื่อนด้วยตัวเอง ซึ่งประกอบด้วยขาที่ขับเคลื่อนด้วยมนุษย์ 2 ขา ระบบขับเคลื่อน และโครงแบบเป้สะพายหลังสำหรับบรรทุกสินค้าต่างๆ โครงกระดูกภายนอกช่วยให้ผู้ใช้หรือ "นักบิน" สามารถบรรทุกของที่หนักมากในขณะที่อำนวยความสะดวกในการเดินและวิ่งขึ้นและลงทางลาดตลอดช่วงการเดินทางปกติโดยไม่ต้องใช้แรงกายโดยผู้ปฏิบัติงาน
โครงการ Raytheon Sarcos กำลังดำเนินการที่โรงงาน Raytheon ในซอลท์เลคซิตี้ มันแสดงถึงการทำงานที่มีความทะเยอทะยานมากขึ้นในการพัฒนาโครงกระดูกภายนอกของทหาร ซึ่ง Raytheon อ้างว่าโดยพื้นฐานแล้วเป็นหุ่นยนต์ที่สวมใส่ได้ซึ่งช่วยเพิ่มความแข็งแกร่ง ความอดทน และความคล่องตัวของผู้สวมใส่ XOS exoskeleton ซึ่งมีอายุย้อนไปถึงระบบทดลองดั้งเดิมที่พัฒนาโดย Sarcos ปัจจุบันอนุญาตให้นักบินยกของได้มากถึง 200 ปอนด์และทำงานที่ต้องใช้ความพยายามสูง เช่น การขึ้นบันไดและทางลาดโดยไม่เมื่อยล้า แต่ตอนนี้ ขับเคลื่อนด้วยระบบไฮดรอลิก แหล่งพลังงานภายนอกที่อยู่กับที่สำหรับตัวมันเอง นอกจากนี้ยังมีการแนะนำโปรแกรม HULC exoskeleton ของ Lockheed Martin ซึ่งได้รับการออกแบบให้รับน้ำหนักได้ 200 ปอนด์ในเวลาใดก็ได้และในทุกภูมิประเทศ และได้รับการออกแบบมาให้เป็นแบบไฮดรอลิกเต็มที่และไม่ต้องใช้แหล่งพลังงานภายนอก ระบบ HULC ประกอบด้วยไมโครโปรเซสเซอร์ออนบอร์ดที่เชื่อมต่อกับอินเทอร์เฟซของเซ็นเซอร์ ซึ่งช่วยให้โครงกระดูกภายนอกสัมผัสถึงเจตนาของนักบินและเคลื่อนที่ไปพร้อมกับระบบได้ ระบบ HULC เป็นแบบโมดูลาร์สูง ช่วยให้สามารถเปลี่ยนส่วนประกอบหลักได้อย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพ และประหยัดพลังงานในการออกแบบเพื่อให้สามารถใช้งานแบตเตอรี่ได้ในระหว่างภารกิจขยายเวลา อย่างไรก็ตาม HULC เช่นเดียวกับโครงกระดูกภายนอกจาก BLEEX ถูกมองว่าเป็นระบบสำหรับการบรรทุกสิ่งของมากกว่าที่จะมาแทนที่ความสามารถทางกายภาพตามธรรมชาติของทหาร ปัจจุบันกำลังพัฒนา HAL (Hybrid Assistive Limb) โดยบริษัท Cyberdyne of Ibaraki ของญี่ปุ่น ซึ่งเป็นระบบที่ทรงพลังโดยรวมที่ออกแบบมาเพื่อเพิ่มความแข็งแกร่งทางกายภาพของบุคคลจากสองถึง 10 เท่า แม้จะมีรูปลักษณ์ของ "ไอรอนแมน" แต่ความสามารถในการปรับตัวให้เข้ากับภารกิจทางทหารในอนาคตยังคงเป็นปัญหา
การดำเนินการเพิ่มเติม
โดยสรุป งานที่สำคัญสำหรับ SZB สามารถกำหนดอย่างกว้างๆ ได้ว่าเป็นการลดความเสี่ยงต่อการกระทำที่เป็นปรปักษ์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งการโจมตีด้วยขีปนาวุธ ซึ่งวัสดุดั้งเดิมจำนวนมากในปัจจุบันไม่ได้ให้ระดับการป้องกันกองทหารที่เพียงพอ
การต่อสู้มักจะสอนบทเรียนที่รุนแรงแก่ผู้บังคับบัญชาที่ดูเหมือนชัดเจนในอดีต บทเรียนที่ยากที่สุดประการหนึ่งของการต่อสู้ในปัจจุบันคือความไม่เพียงพอของเกราะป้องกันต่อการคุกคามชั่วคราว ซึ่งรวมถึงการโจมตีด้วยรถยนต์ฆ่าตัวตายในเป้าหมายทางทหารและพลเรือน และการโจมตี IED ต่อเจ้าหน้าที่ขนส่งและโรงละคร นิสัยเก่า โดยเฉพาะนิสัยทหาร ตายยากโดยเฉพาะอย่างยิ่ง แต่ในอดีต นิสัยเหล่านี้มักจะหายไปภายใต้แรงกดดันของการสู้รบ เช่น ทหารม้าฝรั่งเศสกับคันธนูของอังกฤษในช่วงสงครามร้อยปี หรือความไม่เพียงพอของยานเกราะอิรักสไตล์โซเวียตต่อการโจมตีจากอาวุธนำวิถีที่แม่นยำและ MBT ที่ล้ำหน้ากว่าในอ่าวเปอร์เซีย สงคราม.
การตอบสนองต่อความท้าทายอย่างรวดเร็วและด้วยมาตรการรับมือที่เหมาะสมคือกุญแจสู่ความสำเร็จทางทหารและความมั่นคงด้านความมั่นคงดังนั้น หากพวกเขาได้รับการพิจารณาอย่างจริงจังในเรื่องการคุ้มกันกำลังทหารและเป็นปัญหาด้านการป้องกันที่สำคัญในยุคการเปลี่ยนแปลงของการปรับโครงสร้างอำนาจ การป้องกันเชิงโครงสร้างและ SZB ที่ใช้เทคโนโลยีนี้ควรกลายเป็นการจัดซื้อจัดจ้างด้านการป้องกันและการวิจัยและพัฒนาสำหรับผู้นำทางทหารทุกคน ภัยคุกคามที่ไม่สมมาตรต่อโครงสร้างพื้นฐานทางทหารและพลเรือนในปัจจุบัน รวมถึงการสู้รบที่ไม่สมมาตรในการปฏิบัติการรบระดับภูมิภาค ส่งผลต่อการพัฒนานโยบายด้านการป้องกันและการออกแบบระบบและการจัดซื้อจัดจ้างทั่วโลก นี่เป็นอย่างที่ควรจะเป็นในอนาคตที่คาดเดาได้
ระบบทหารติดอาวุธดังกล่าวส่วนใหญ่มองว่าเป็นส่วนเสริมของการแก้ปัญหาลำดับความสำคัญอื่นๆ และไม่ได้เป็นส่วนสำคัญของระบบการรบส่วนใหญ่และส่วนใหญ่ แต่ทุกอย่างกำลังเปลี่ยนไป ระบบป้องกันและชุดเกราะแสดงถึงศักยภาพที่ยอดเยี่ยมและเพิ่มขีดความสามารถในการปฏิบัติการแห่งศตวรรษที่ 21 การใช้งานจะขยายและกลายเป็นมาตรฐานสำหรับระบบป้องกันหลายระบบในทุกระดับ
