Nhiệm vụ quan trọng nhất được giải quyết bởi các loại vũ khí nhỏ đầy hứa hẹn đang được phát triển trong khuôn khổ chương trình NGSW của Mỹ là đảm bảo khả năng xuyên giáp được đảm bảo của các loại áo giáp hiện đại và tiên tiến được phát triển trong các phòng thí nghiệm vũ khí hàng đầu thế giới. Trước khi quay lại vấn đề phát triển "thanh kiếm", một loại vũ khí nhỏ đầy hứa hẹn có khả năng chống lại vũ khí hiệu quả của Mỹ được phát triển theo chương trình NGSW, bạn nên làm quen với "lá chắn" - công nghệ chế tạo áo giáp cá nhân đầy hứa hẹn (NIB).
Có ý kiến cho rằng vấn đề xuyên giáp của NIB là quá xa vời, vì nếu một viên đạn bắn trúng kẻ thù, anh ta hoặc sẽ bị thương đến mức không thể tiếp tục chủ động chiến đấu, hoặc trúng đạn sẽ phải. ở phần cơ thể không được bảo vệ bởi các bộ phận của áo giáp. Đánh giá về chương trình NGSW, Lực lượng Vũ trang Hoa Kỳ không coi vấn đề này là xa vời. Vấn đề là tốc độ cải thiện của NIB có triển vọng hiện đang cao hơn đáng kể so với tốc độ cải thiện của các loại vũ khí nhỏ. Và Lực lượng vũ trang Mỹ chỉ đang cố gắng tạo ra đột phá theo hướng cải tiến triệt để các đặc tính của vũ khí cỡ nhỏ, câu hỏi đặt ra là liệu họ có thành công?
Có hai cách chính để tăng khả năng xuyên giáp của đạn - tăng động năng và tối ưu hóa hình dạng và chất liệu của đạn / lõi đạn (tất nhiên, chúng ta không nói về đạn nổ, tích lũy hoặc nhiễm độc). Và ở đây chúng tôi thực sự gặp phải một giới hạn nhất định. Một viên đạn hoặc lõi cho nó được làm bằng hợp kim gốm có độ cứng cao và mật độ đủ cao (để tăng khối lượng), chúng có thể được làm cứng hơn và chắc hơn, khó đặc hơn. Thực tế, việc tăng khối lượng của một viên đạn bằng cách tăng kích thước của nó cũng không thể thực hiện được trong các kích thước chấp nhận được của các loại vũ khí nhỏ cầm tay. Chẳng hạn, tốc độ của viên đạn sẽ tăng lên, chẳng hạn như siêu thanh, nhưng trong trường hợp này, các nhà phát triển đang phải đối mặt với những khó khăn to lớn, dưới dạng thiếu các chất đẩy cần thiết, nòng cực kỳ mòn và độ giật cao tác động lên người bắn súng. Trong khi đó, việc cải tiến NIB đang diễn ra mạnh mẽ hơn nhiều.
Vật liệu (sửa)
Kể từ khi ra đời, áo giáp cá nhân đã trải qua một chặng đường dài từ những tấm và thép hình khối đến áo giáp hiện đại làm bằng vải aramid với phần chèn làm từ polyethylene mật độ cao trọng lượng phân tử cực cao (UHMWPE) và boron cacbua.
NIB đang cải tiến trong các lĩnh vực tìm kiếm vật liệu mới, tạo ra các phần tử áo giáp composite và kim loại-gốm, tối ưu hóa hình dạng và cấu trúc của các phần tử NIB, kể cả ở cấp độ vi mô và nano, giúp tiêu tán hiệu quả năng lượng của đạn và mảnh vỡ. Các giải pháp kỳ lạ hơn cũng đang được nghiên cứu, chẳng hạn như "áo giáp lỏng" dựa trên chất lỏng không phải Newton.
Cách rõ ràng nhất là cải tiến các thiết kế truyền thống của áo giáp bằng cách gia cố chúng bằng các miếng chèn làm từ vật liệu composite và gốm đầy hứa hẹn. Hiện tại, hầu hết NIB được trang bị các bộ phận chèn làm bằng thép cường lực, titan hoặc silic cacbua, nhưng chúng đang dần thay thế chúng bằng các bộ phận giáp boron cacbua, có trọng lượng thấp hơn và khả năng chống chịu cao hơn đáng kể.
Kết cấu
Một hướng khác để cải thiện NIB là tìm kiếm cấu trúc tối ưu của việc bố trí các bộ phận bọc thép, một mặt, nó phải che được diện tích bề mặt tối đa của cơ thể máy bay chiến đấu, mặt khác, không nên hạn chế nó. sự chuyển động. Ví dụ, mặc dù không hoàn toàn thành công, nhưng sự phát triển thú vị, người ta có thể trích dẫn bộ giáp cơ thể Dragon Skin, được thiết kế và sản xuất bởi công ty Pinnacle Armor của Mỹ. Bộ giáp cơ thể "Da rồng" có sự sắp xếp theo quy mô của các phần tử áo giáp.
Đĩa liên kết làm bằng cacbua silicon có đường kính 50 mm và dày 6, 4 mm mang lại sự thuận tiện khi đeo NIB này do thiết kế có tính linh hoạt nhất định và đồng thời diện tích bề mặt được bảo vệ đủ lớn. Thiết kế này cũng cung cấp khả năng chống lại các loạt đạn bắn ra từ các vũ khí nhỏ ở cự ly gần - "Dragon Skin" có thể chịu tới 40 phát đạn từ súng tiểu liên Heckler & Koch MP5, súng trường M16 hoặc súng trường tấn công Kalashnikov (câu hỏi duy nhất là bao nhiêu của cái nào và hộp mực nào?).
Nhược điểm của cách bố trí các bộ phận giáp "có vảy" của áo giáp là gần như không có khả năng bảo vệ hoàn toàn cho người lính khỏi bị thương ngoài hàng rào, dẫn đến thương tích nghiêm trọng hoặc tử vong của quân nhân ngay cả khi không xuyên thủng NIB, do đó áo giáp loại này đã không vượt qua các bài kiểm tra của Quân đội Hoa Kỳ. Tuy nhiên, chúng được sử dụng bởi một số lực lượng đặc biệt và dịch vụ đặc biệt của Hoa Kỳ.
Một kế hoạch "có vảy" tương tự đã được thực hiện trong áo giáp ZhZL-74 của Liên Xô được thiết kế để chống lại vũ khí lạnh, trong đó các phần tử áo giáp có đường kính 50 mm và dày 2 mm được làm bằng hợp kim nhôm ABT-101. đã sử dụng.
Bất chấp những thiếu sót của NIB "Dragon Skin", sự sắp xếp theo quy mô của các phần tử áo giáp có thể được sử dụng kết hợp với các loại giáp bảo vệ và các phần tử hấp thụ xung kích khác để giảm tác động của đạn và mảnh vỡ vượt ra ngoài rào cản.
Các nhà khoa học từ Đại học Rice Hoa Kỳ đã phát triển một cấu trúc khác thường cho phép vật thể hấp thụ động năng hiệu quả hơn so với một vật thể nguyên khối từ cùng một vật liệu thô. Cơ sở cho công trình khoa học là nghiên cứu các đặc tính của các đám rối ống nano cacbon, có mật độ cực cao do sự sắp xếp đặc biệt của các sợi, với các lỗ trống ở cấp độ nguyên tử, cho phép chúng hấp thụ năng lượng với hiệu suất cao khi va chạm với các vật thể khác. Vì vẫn chưa thể tái tạo đầy đủ cấu trúc như vậy ở kích thước nano trên quy mô công nghiệp, nên người ta quyết định lặp lại cấu trúc này ở kích thước vĩ mô. Các nhà nghiên cứu đã sử dụng các sợi polyme có thể được in trên máy in 3D, nhưng được sắp xếp trong cùng một hệ thống với ống nano, và cuối cùng tạo ra các hình khối có độ bền và khả năng nén cao.
Để kiểm tra tính hiệu quả của cấu trúc, các nhà khoa học đã tạo ra một vật thể thứ hai từ cùng một vật liệu, nhưng nguyên khối, và một viên đạn được phóng vào mỗi vật thể đó. Trong trường hợp đầu tiên, viên đạn đã dừng lại ở lớp thứ hai, và trong trường hợp thứ hai, nó đi sâu hơn nhiều và gây ra thiệt hại cho toàn bộ khối lập phương - nó vẫn còn nguyên vẹn, nhưng bị bao phủ bởi các vết nứt. Một khối nhựa có cấu trúc đặc biệt cũng được đặt dưới áp lực để kiểm tra độ bền của nó dưới áp lực. Trong quá trình thử nghiệm, vật thể co lại ít nhất hai lần, nhưng tính toàn vẹn của nó không bị xâm phạm.
Kim loại bọt
Nói đến vật liệu, tính chất của nó được quyết định phần lớn bởi cấu trúc, người ta không thể không nhắc đến những bước phát triển trong lĩnh vực kim loại bọt - kim loại hay bọt composite kim loại. Kim loại bọt có thể được tạo ra trên cơ sở nhôm, thép, titan, các kim loại khác hoặc hợp kim của chúng.
Các chuyên gia từ Đại học Bắc Carolina (Mỹ) đã phát triển một loại kim loại bọt thép với một ma trận thép, bao bọc nó giữa lớp gốm bên trên và một lớp nhôm mỏng bên dưới. Lớp kim loại bọt dày dưới 2,5 cm ngăn được đạn xuyên giáp cỡ 7, 62 mm, sau đó trên mặt sau vẫn còn một lỗ nhỏ hơn 8 mm.
Ngoài ra, tấm xốp làm giảm hiệu quả ảnh hưởng của bức xạ tia X, gamma và neutron, đồng thời chống cháy và chống nhiệt tốt hơn gấp hai lần so với kim loại thông thường.
Một vật liệu cấu trúc rỗng khác là một dạng bọt siêu nhẹ, được tạo ra bởi Phòng thí nghiệm HRL kết hợp với Boeing. Vật liệu mới nhẹ hơn polystyrene một trăm lần - nó là 99,99% không khí, nhưng có độ cứng cực cao. Theo các nhà phát triển, nếu một quả trứng được phủ bằng vật liệu này và rơi từ độ cao 25 tầng xuống, nó sẽ không bị vỡ. Bọt tạo thành nhẹ đến nỗi nó có thể nằm trên một bông bồ công anh.
Nguyên mẫu sử dụng các ống niken rỗng kết nối với nhau, cách sắp xếp tương tự như cấu trúc của xương người, cho phép vật liệu hấp thụ nhiều năng lượng. Mỗi ống có độ dày thành khoảng 100 nanomet. Thay vì niken, các kim loại và hợp kim khác có thể được sử dụng trong tương lai.
Vật liệu này hoặc chất tương tự của nó, cũng như vật liệu polyme có cấu trúc nêu trên, có thể được xem xét sử dụng trong các NIB đầy hứa hẹn như các yếu tố hỗ trợ hấp thụ xung kích nhẹ và bền được thiết kế để giảm thiểu thiệt hại cho cơ thể do đạn vượt qua rào cản.
Công nghệ nano
Một trong những vật liệu hứa hẹn nhất, được dự đoán sẽ được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp khác nhau của thế kỷ 21, là graphene, một dạng biến đổi dị hướng hai chiều của carbon được tạo thành bởi một lớp nguyên tử carbon dày một nguyên tử. Các chuyên gia Tây Ban Nha đang phát triển một loại áo giáp dựa trên graphene. Sự phát triển của áo giáp graphene bắt đầu vào đầu những năm 2000. Kết quả nghiên cứu được đánh giá là đầy hứa hẹn, vào tháng 9/2018, các nhà phát triển đã chuyển sang thử nghiệm thực tế. Dự án được tài trợ bởi Cơ quan Quốc phòng Châu Âu và hiện đang được tiến hành, với sự tham gia của các chuyên gia từ công ty Cambridge Nanomaterials Technology của Anh.
Công việc tương tự đang được tiến hành ở Hoa Kỳ, đặc biệt là tại Đại học Rice và Đại học New York, nơi các thí nghiệm được thực hiện để bắn phá các tấm graphene bằng các vật thể rắn. Áo giáp Graphene dự kiến sẽ mạnh hơn đáng kể so với Kevlar và sẽ được kết hợp với áo giáp gốm để có kết quả tốt nhất. Thách thức lớn nhất là sản xuất graphene với số lượng công nghiệp. Tuy nhiên, với tiềm năng của vật liệu này trong các ngành công nghiệp khác nhau, chắc chắn rằng một giải pháp sẽ được tìm ra. Theo thông tin nội bộ xuất hiện trên các trang phương tiện truyền thông chuyên ngành vào tháng 12 năm 2019, Huawei dự kiến tung ra điện thoại thông minh P40 với pin graphene (với điện cực graphene) trên thị trường vào đầu năm 2020, điều này có thể cho thấy tiến bộ đáng kể trong công nghiệp sản xuất graphene..
Cuối năm 2007, các nhà khoa học Israel đã tạo ra một loại vật liệu tự phục hồi dựa trên các hạt nano của vonfram disulfua (một muối của kim loại vonfram và axit hydro sunfua). Các hạt nano vonfram disulfua là những dạng giống như fullerene hoặc dạng ống nano được phân lớp. Các ống nano có các đặc tính cơ học về cơ bản là không thể đạt được đối với các vật liệu khác, tính linh hoạt và độ bền đáng kinh ngạc, đang trên đà phát triển của các liên kết hóa học cộng hóa trị.
Rất có thể trong tương lai, những chiếc áo chống đạn làm từ chất liệu này có thể vượt trội hơn tất cả các mẫu NIB hiện có và đầy hứa hẹn khác. Hiện tại, việc phát triển NIB dựa trên ống nano vonfram disulfua đang ở giai đoạn nghiên cứu trong phòng thí nghiệm do chi phí tổng hợp nguyên liệu ban đầu cao. Tuy nhiên, một công ty quốc tế nhất định đã sản xuất các phân tử nano của vonfram và molypden disulfua với số lượng nhiều kg mỗi năm bằng công nghệ được cấp bằng sáng chế.
Một công ty quốc phòng lớn của Anh, Bae Systems, đang phát triển một loại áo giáp phủ gel. Trong một bộ giáp chứa đầy gel, nó được cho là tẩm sợi aramid với một chất lỏng không phải Newton, có đặc tính cứng ngay lập tức khi va chạm. Người ta tin rằng "áo giáp lỏng" là một trong những lĩnh vực hứa hẹn nhất cho sự phát triển của NIB đầy hứa hẹn. Công việc như vậy đang được thực hiện ở Nga liên quan đến bộ thiết bị đầy hứa hẹn cho binh lính "Ratnik-3".
Do đó, có thể kết luận rằng các NIB đầy hứa hẹn được lên kế hoạch tạo ra bằng cách sử dụng các công nghệ mới nhất đi đầu trong tiến bộ công nghệ. Nếu chúng ta nói về những vũ khí nhỏ, thì ở đây người ta không quan sát thấy một cuộc bạo loạn về công nghệ như vậy. Đâu là lý do cho điều này, sự thiếu cần thiết hay sự bảo thủ của ngành công nghiệp vũ khí?
Nhiều dự án NIB đầy hứa hẹn chắc chắn sẽ đi vào bế tắc, nhưng một số trong số đó chắc chắn sẽ "nổ súng", và có thể khiến tất cả các loại vũ khí nhỏ của thế kỷ 20 trở nên lỗi thời, giống như cung tên, nỏ và vũ khí nhỏ có rọ mõm đã trở nên lỗi thời trong thời đại của chúng.. Ngoài ra, áo giáp không phải là trang bị quan trọng duy nhất cho một chiến binh có thể tăng khả năng sống sót trong trận chiến một cách triệt để.
