Ensayo explosivo de la máquina FV432. Se ven instrumentos volando alrededor del maniquí. Esto indica el peligro de equipo suelto en caso de explosión. El entrenamiento aumenta significativamente la probabilidad de sobrevivir a la detonación de una mina o un artefacto explosivo improvisado. Al mismo tiempo, las correas de sujeción y la correcta colocación del equipo son de suma importancia, esta es la base de la seguridad del soldado.
Los asientos a prueba de explosiones, que a menudo se dan por sentado, aumentan la tasa de supervivencia de las detonaciones mías y de artefactos explosivos improvisados. Se consideran nuevos desarrollos en el campo de la mejora de la protección. Los asientos con amortiguación de explosiones no son un fenómeno nuevo, y los autos de la era soviética estaban equipados con asientos laterales y en el techo. Pero en los últimos años, las tecnologías y los diseños se han desarrollado con especial rapidez en esta área, junto con el desarrollo de vehículos protegidos contra minas, que se han convertido en algo común en el campo de batalla
Hasta hace poco, sin duda, toda la atención estaba centrada en soluciones para proteger contra minas y artefactos explosivos improvisados (IED) del vehículo, y no a las personas que se encuentran en su interior, ya que es obvio que evitar que un automóvil se pinche es lo más importante y más imperativo. requisito en caso de detonación. …
Las estadísticas de las hostilidades en Irak y Afganistán muestran que los vehículos se han vuelto más protegidos y tenaces, el número de heridos y muertos en su mayor parte ha disminuido. Sin embargo, de hecho, el número de algunos tipos de lesiones ha aumentado y el número de muertes debido a efectos secundarios sigue siendo sorprendentemente alto, incluso en automóviles equipados con asientos de absorción de energía elemental.
Uno de los problemas más importantes y urgentes en esta área es el llamado "efecto de lanzamiento" causado por la enorme aceleración negativa de un automóvil lanzado al aire y luego aterrizando abruptamente en el suelo.
Las estadísticas de víctimas siempre están clasificadas, pero la evidencia anecdótica de los médicos en Afganistán indicó que el número de muertes disminuyó, pero los hospitales de campaña y las instalaciones médicas convencionales continuaron brindando una gran cantidad de fisioterapia y tratamiento adecuado para los sobrevivientes. Los médicos ayudaron a los militares a hacer frente a las lesiones en la espalda, los músculos y las articulaciones, que pasaron desapercibidas durante algún tiempo, ya que los soldados simplemente no sobrevivieron en tales casos.
Los asientos modernos a prueba de explosiones están disponibles en una amplia variedad de tipos y diseños. En general, los primeros diseños exitosos fueron asientos de tripulación estándar que se unían a los lados o al techo del vehículo. Redujeron la fuerza de impacto derivada de la deformación de la parte inferior del coche y actuando directamente sobre la persona sentada.
En este sentido, se puede ilustrar un enfoque diferente con el ejemplo de un asiento, que es estructuralmente un llamado Asiento Dinámico Suspendido, desarrollado por Autoflug. La empresa tiene una experiencia muy amplia con líneas de paracaídas y en este diseño busca aislar al soldado de la onda expansiva y objetos sueltos dentro del vehículo colgando el asiento de cinturones tensores con carretes inerciales. Otros asientos de este tipo también utilizan ataduras de tela y cuerda, ya que no transmiten fuerzas de compresión, que se transmiten muy bien a través del metal.
Hasta siete correas pueden asegurar el asiento Autoflug, lo que permite libertad de movimiento y ajuste al tiempo que protege al soldado de una explosión directa. El usuario está sujeto en el asiento por cinturones de seguridad de cuatro puntos y correas para las piernas que, en caso de explosión, sirven para asegurar las extremidades que se mueven hacia arriba, lo que podría resultar en lesiones y lesiones adicionales.
Debe entenderse que los cinturones de seguridad son una parte absolutamente esencial de la estructura del asiento y si no son cómodos o difíciles de tirar sobre la armadura o el equipo, los soldados no los usarán y, si detonan, perderán instantáneamente los beneficios de cualquier explosión. -asiento estanco.
Estas estructuras suspendidas siguen siendo populares y están muy extendidas, especialmente en vehículos pesados, como los tanques de batalla principales (MBT). En la mayoría de los casos, estos coches no consiguen mucha aceleración, a menos que exploten con cargas muy grandes. La libertad de movimiento que permiten durante el funcionamiento normal puede provocar sensaciones inusuales al principio, ya que es obvio que los mandos de la máquina son estáticos, y el usuario puede moverse con relación a ellos, pero la tripulación se acostumbra rápidamente a esta libertad de movimiento..
Sin embargo, el problema se vuelve mucho más difícil para los vehículos más pequeños, donde los diseñadores suelen enfrentarse a dos problemas principales. En primer lugar, la menor masa significa que el impacto de la explosión es mucho más fuerte y, por lo tanto, deben reducirse más fuerzas y, en segundo lugar, al ser más pequeños, los asientos deben instalarse en una superficie de apoyo relativamente pequeña.
Sin embargo, hay una gran cantidad de trabajo en todo el mundo para desarrollar los asientos correspondientes y las recompensas financieras para ellos son muy importantes debido al hecho de que Estados Unidos, entre otros países, tiene un fuerte deseo de reemplazar todos los asientos. de su enorme flota de vehículos blindados como los HMMWV con versiones a prueba de explosiones. Esta no es una tarea fácil, según los expertos, ya que dichos vehículos tienen un volumen interno limitado hasta cierto punto, y aproximadamente 7.5 pulgadas de espacio debajo del asiento deberán usarse de manera muy efectiva para proporcionar un nivel aceptable de protección. Sin embargo, las pruebas realizadas bajo este programa han demostrado que este problema tiene solución.
Cuando el Reino Unido comenzó a considerar transferir al ahora omnipresente Chacal de las fuerzas puramente especiales a la infantería regular en Afganistán, se otorgaron contratos a Supacat y Jankel Armouring para abordar estos problemas en posiblemente el tipo de vehículo más probado. El director general de Jankel, Andrew Jankel, dijo que la compañía inicialmente solo estaba involucrada en asegurar reservas y quería comprar asientos prefabricados, pero la investigación de mercado y la experiencia en el suministro de tales productos (muy negativos) alentaron a la compañía a desarrollar su propio diseño.
Estos asientos fueron diseñados bajo plazos ajustados y probados con éxito de manera explosiva. Bajo la designación JBAS (Jankel Blast Attenuating Seats) han sido aprobados y aceptados para el programa de modernización urgente de la empresa.
Se trataba de asientos amortiguadores relativamente simples, montados en el piso, en los que el espacio debajo de los asientos se usaba para suavizar el movimiento hacia arriba y reducir el impacto de la explosión en los sentados.
Jankel continuó desarrollando el diseño que condujo a la familia de asientos Blastech en 2009. Estos asientos están disponibles en una variedad de opciones con diferentes soportes para una amplia variedad de vehículos. La variante Jackal, conocida como Serie F, tiene una base “antisubmarina” que evita que la persona sentada se deslice por debajo de su arnés de cuatro puntos; el asiento es regulable hacia adelante y hacia atrás, en altura y rotación. También está disponible un asiento plegable para aumentar el espacio interior del automóvil.
Una opción de montaje en el techo o en la popa está disponible bajo la designación de la serie R, diseñada principalmente para soldados sentados en popa y viene de serie con una base plegable. La serie E para vehículos de ingeniería (desarrollada para el vehículo de limpieza británico Talisman JCB) tiene protección anti-explosión como el resto de los asientos, pero esta variante agrega una suspensión neumática integrada para mitigar los temblores al conducir en terrenos accidentados, que estos vehículos principalmente operar en.
Finalmente, la última opción es la serie X, que incluye varias opciones, como respaldo abatible, gran ajuste de altura para las posiciones de estiba y disparo, además de opciones de instalación en torre, popa, con fijación a los lados y fondo.
Por lo general, todos los asientos ofrecen la misma protección contra explosiones, pero están diseñados para diferentes requisitos de costo y peso o espacio. Si bien Jankel mantiene en secreto el nivel de protección de los asientos en oferta, está claro que pueden soportar aceleraciones máximas superiores a 2000 G en 2 milisegundos, transfiriendo solo una fracción de estas cargas a la persona sentada.
La explosión es absorbida por un "cartucho debilitador" lleno de gas y rieles que permiten que la máquina se mueva hacia arriba en el espacio debajo del asiento mientras el cartucho suaviza la onda de choque a un nivel aceptable. Sin embargo, el gerente de ventas de Jankel, Daniel Crosby, dijo que los asientos Blastech se caracterizan por el ajuste automático del peso y la función de reinicio.
Jankel ha desarrollado herramientas analíticas avanzadas para simular el impacto de una explosión en los asientos familiares Blastech; Esto se puede ver en el ejemplo de los asientos instalados en el Supacat Jackal (arriba). La compañía también tiene sus propios maniquíes instrumentales y un soporte de choque para confirmar los cálculos por computadora.
Ajuste de peso
Crosby sostiene que los primeros asientos explosivos fueron diseñados principalmente para soldados de infantería bastante grandes, pero como la amenaza de los artefactos explosivos improvisados ha aumentado y cada teatro de operaciones se enfrenta actualmente a esta amenaza, el enfoque de talla única para todos no me justifica. En resumen, los soldados con una masa mayor corren el riesgo de no recibir la protección suficiente, ya que el automóvil rebota debajo de ellos y el asiento puede volcarse al final de su carrera, mientras que lo contrario es cierto para los soldados más livianos. Además, el tamaño y el peso de un soldado pueden variar debido a la presencia de chalecos antibalas, riñoneras u otro equipo.
Para solucionar este problema, los asientos de Blastech se han equipado con ajuste automático de peso. La persona sentada puede usar la palanca para establecer el nivel de reducción en la fuerza del impacto de la onda de choque que sea óptimo para su masa.
La función de reinicio es una característica del asiento patentada que absorbe la onda de choque hacia arriba deslizándose sobre los rieles y luego recarga la cápsula del cojín para absorber las fuerzas de lanzamiento secundarias mientras brinda protección en ambos ejes. En realidad, esto permite al menos el 160 por ciento del espacio debajo del asiento, dijo Crosby.
Los asientos están disponibles con cinturones de carrete inerciales, cuatro o cinco puntos, o cinturones tejidos fijos.
Jankel ha llevado a cabo extensas pruebas de caída en sus asientos, eliminando el impacto de la onda de choque. Han demostrado ser excelentes cuando se instalan en una variedad de máquinas que operan en puntos calientes. La compañía también desarrolló pruebas avanzadas asistidas por computadora para validar modelos CAD y predecir puntos débiles, con resultados que Crosby evaluó como muy cercanos a los de las pruebas de voladura de campo.
Los asientos son reutilizables y contienen chips de control para comprobar si están dañados. Sin embargo, se deben realizar algunas verificaciones simples a diario para iniciar sesión en el perfil de usuario a fin de garantizar una retroalimentación adecuada. Jankel dijo que ha desarrollado varios kits de reemplazo para reparar los asientos y mantenerlos en buen estado de funcionamiento.
Otro miembro del mercado de asientos explosivos es Creation UK, cuyo deseo de lanzar su asiento a principios de 2010 era muy similar al de Jankel.
El CTO Robin Hall dice que la compañía estaba desencantada con los diseños y fabricantes existentes que suministraron los asientos para el Ranger. Creation creó este vehículo en asociación con Universal Engineering, y luego utilizó esta experiencia para desarrollar su vehículo de patrulla Zephyr ligero.
"Simplemente no pudimos encontrar un asiento con el peso y el rendimiento adecuados", dijo, y agregó que "los diseños existentes también parecían bastante caros".
Como resultado, Creation comenzó a diseñar su propio asiento para computadora utilizando el software Catia v5, basado en el trabajo que Iliac Design había realizado en asientos ortopédicos y osteopáticos. Davis dijo que las pruebas iniciales de la maqueta del marco de acero durante las dos pruebas de explosión de acuerdo con STANAG 4569 Nivel 2 "no coincidieron exactamente" con el análisis por computadora, por lo que la compañía está preparando su propio banco de pruebas para continuar con las pruebas de impacto y refinar ellos, así como un mayor desarrollo y validación del método de elementos finitos y análisis dinámico.
La estructura principal final está hecha de aluminio (para reducir el peso) y usa resortes, amortiguadores y un amortiguador de goma para reducir los efectos de una explosión. El resorte y el amortiguador son productos estándar, pero todo lo demás está hecho a medida.
Hall se negó a nombrar el nivel de protección que brindan los asientos, pero dijo que pasaron las pruebas de rotura. Las pruebas confirmaron los cálculos del fallo progresivo de estos asientos y "está bastante claro que en caso de explosión, el asiento cumplirá su función".
Dijo que el diseño se basa en piezas indeformables, por lo que en realidad podría ajustarse y reconstruirse después del uso "normal", incluidos los accidentes de tráfico y los "saltos de puentes", sin ningún tipo de mantenimiento o reparación. En la posición normal, el asiento se instala sobre los rieles en la posición superior de la carrera de trabajo; con un fuerte impacto, se moverá ligeramente a lo largo de ellos, pero luego volverá a su posición original. Hall explicó que esto lo hace efectivo para explotar y ser lanzado con fuerza.
El banco está diseñado para un uso repetido y después de la detonación, el asiento se revisa con un goniómetro de ángulo para asegurarse de que los componentes principales no estén doblados y, de lo contrario, no requieran mantenimiento.
El amortiguador es estructuralmente similar a los amortiguadores tomados de la suspensión de los automóviles de carretera y "debe soportar la vida útil del asiento" sin lugar a dudas. Los cojines del asiento están sujetos con correas de velcro y, por lo tanto, son fáciles de reemplazar.
Hall dijo que el asiento se desarrolló en base a información del Dstl (Laboratorio de Ciencia y Tecnología de Defensa), que propuso un soporte para la cadera y cinturones de cuatro puntos Securon de 3 pulgadas de ancho, ambos incluidos en el diseño. Steve Burgis de Dstl también ayudó con el diseño del respaldo del asiento, que ahora se puede usar cómodamente con el equipo puesto o incluso quitarlo si un soldado se siente incómodo usando un chaleco antibalas durante viajes prolongados. Los asientos Creation se pueden montar en una variedad de lugares en los vehículos, en la dirección de la marcha o perpendiculares a ella. Hall explicó que estructuralmente, los asientos son en su mayoría idénticos, pero están instalados en un bastidor auxiliar que tiene accesorios en la parte inferior, los lados o el techo.
Ya se han completado las pruebas de desarrollo y explosivos.
Sin embargo, si es necesario, es posible que se realicen algunas modificaciones en el futuro. Por ejemplo, en teoría podrían estar protegidos por carcasas a prueba de balas si se instalan en un automóvil descubierto, pero esto no debería ser necesario, ya que las máquinas deben estar suficientemente protegidas en cualquier caso.
Hall dijo que los reposapiés también podrían incluirse en el asiento. Por ahora, cree que son innecesarios debido al hecho de que Zephyr y Ranger tienen fondos dobles para absorber parte de la energía de la onda de choque, y que incluso las estructuras plegables afectarán el acceso y reducirán el espacio interior.
Asientos a prueba de explosiones de Creation instalados en una máquina Zephyr. El doble fondo elimina la necesidad de reposapiés, pero como están unidos a los lados, los asientos tienen reposacabezas pasivos.
Asientos de la serie Jankel BLASTech
Los asientos de Jankel pueden equiparse con reposapiés, pero la compañía también ha desarrollado su panel de piso J-PAD (Dispositivo de atenuación de pulsos de Jankel), que se instala directamente en frente del asiento y absorbe la energía de choque que puede dañar las espinillas de la persona sentada..
David Kiernan, portavoz de los asientos a prueba de explosiones con sede en Estados Unidos, Global Seating Solutions (GSS), dijo que “los reposapiés están causando mucha controversia en la industria; Tenemos varios diseños y hacemos todo lo posible para que sean cómodos y eficientes de usar. Los reposapiés fijos dificultan la subida y bajada y pueden causarle lesiones cuando se sientan en el espacio entre el pie de cama y la base. En el momento de la explosión debajo del automóvil, la parte inferior comienza a moverse primero y luego la pierna (pie) se puede romper.
“Desarrollamos dos estriberas que fueron bien recibidas por los usuarios. Algunas tienen elementos plegables, las segundas se activan al detonar y quitan las piernas de la persona sentada desde abajo. Si la posición, el uso y el funcionamiento del reposapiés no están bien pensados, entonces si la fuerza no se aplica correctamente a la persona sentada, esto puede causar ciertos problemas en el momento de la explosión.
La parte opuesta de la persona: la cabeza también obliga al desarrollo de diferentes reposacabezas, aunque los diseñadores ya ofrecen muchos reposacabezas diferentes para evitar la rotación innecesaria de la cabeza en el casco durante una detonación. Son especialmente necesarios para los soldados sentados perpendicularmente al movimiento y, por lo tanto, especialmente propensos a lesiones en el cuello, la espalda o la columna, por lo que los asientos ubicados en la parte trasera están equipados con restricciones de varilla o aro.
El Battlesafe 208 de la empresa australiana Stratos Seating es un buen ejemplo de este estilo de protección bastante rudimentario con sus guardabarros laterales que restringen el movimiento de la cabeza y los hombros. Además de esta solución pasiva, se sabe que al menos un fabricante en el mercado está probando un sistema de airbag.
Kiernan agregó que “los reposacabezas activos tienen sus ventajas en accidentes y explosiones. Hay varias soluciones, y las bolsas de aire son una de ellas, pero aquí hay que lidiar con un problema bastante complejo, el mecanismo sensorial. Cualquier despliegue de airbag en el momento equivocado puede tener graves consecuencias, pero cuando se manejan con precisión, constituyen un excelente sistema de seguridad.
"Hay varias formas mecánicas de agregar un reposacabezas activo a un conjunto de asiento, que dependen en gran medida del evento real y del movimiento de la persona sentada dentro del asiento", agregó. "Las bolsas de aire muestran un gran potencial en otras áreas, como los cinturones de seguridad con colchón de aire o los asientos ablandadores de impacto lateral".
GSS tiene varios diseños de asientos y su último proyecto es una familia de asientos con cinturones de cinco puntos integrados, denominada XYZVR Generation II, desarrollada en colaboración con Techno Sciences Inc (TSI). XYZVR significa protección X, Y y Z, reducción de vibraciones (Vibration) y protección contra vuelcos.
TSI tiene una amplia experiencia en el desarrollo de asientos de aviones, como los asientos de la tripulación de cubo instalados en el SH-60 Seahawk de la Marina de los EE. UU. Estos asientos están equipados con funciones antivibración activas para mejorar la comodidad. Esta tecnología, basada en la absorción de energía magnetorreológica adaptativa, se ha incorporado a los últimos asientos XYZVR.
Esencialmente, la tecnología magnetorreológica funciona de la misma manera que la suspensión activa que se encuentra en algunos automóviles para obtener un movimiento más estable con solo tocar un botón. Cuando una corriente eléctrica pasa a través de un amortiguador líquido con limaduras metálicas, la resistencia se puede aumentar o disminuir si es necesario.
Kiernan explicó: “Nuestro sistema acepta diferentes masas para un impulso de choque conocido y si el impulso cambia, puede cambiar el nivel de protección. En un futuro muy cercano, tendremos un sistema que se ajustará al peso de la persona sentada, reaccionará a la aceleración del automóvil y minimizará las vibraciones del automóvil transmitidas al cuerpo humano”.
Los asientos son reutilizables y los asientos individuales han sido sometidos a múltiples pruebas explosivas. "Una vez activado, solo es necesario reemplazar un elemento y este reemplazo lleva muy poco tiempo".
En un momento, intentaron introducir esta tecnología en los vehículos de combate EFV de la Infantería de Marina, pero el programa se cerró. Otros asientos de GSS ya están instalados en vehículos militares ligeros y pesados LHTV y vehículos MRAP.
A pesar de todo este trabajo, una fuente de la compañía de vehículos militares Force Protection dijo que había un gran margen de mejora, pero que la gran mayoría de los fabricantes de asientos no tienen acceso a gran parte de los datos sobre el impacto de los atentados con bombas en vehículos. Por lo tanto, solo ellos investigan de forma independiente los efectos directos sobre el asiento y la persona sentada.
Él cree que los fabricantes de vehículos y sistemas de protección podrían comenzar a trabajar en estrecha colaboración en el futuro mediante un amplio intercambio de datos de pruebas de explosivos.
El Sr. Kiernan de GSS estuvo de acuerdo, aclarando que, idealmente, el diseño debería comenzar en el nivel del usuario y progresar a niveles superiores. En el estado actual de las cosas, primero diseñan el automóvil y luego instalan los asientos en él. Dijo que “si tuviéramos un fabricante que quisiera construir un camión basado en soluciones óptimas de supervivencia, sería fantástico. Pero, en realidad, estamos trabajando con el espacio que se nos asigna y estamos obligados a hacer el asiento más eficiente y seguro dentro de estos límites.
