Para aumentar la vida útil del vidrio blindado, los usuarios deben utilizar medidas especiales en entornos difíciles. En la foto, vehículos blindados M-ATV en Afganistán.
La necesidad de una mejor conciencia situacional, que ha surgido junto con las misiones de combate de operaciones de combate asimétricas, en las que las unidades militares deben moverse en un entorno civil y evitar pérdidas indirectas, ha provocado un fuerte aumento en el número de vehículos militares con gran blindaje. vidrio, lo que permite al conductor tener una mejor vista del área circundante, y los soldados sentados en el compartimiento de popa tienen una mejor comprensión de la situación local
Aunque la protección era la prioridad número uno, todos los vehículos Mrap (Protegidos contra emboscadas resistentes a minas) estaban equipados con amplias superficies de vidrio. Pero, a pesar de que los parabrisas también comenzaron a instalarse en algunos autos nuevos que entran en la categoría de combate, todavía tenían un tamaño limitado. Con los crecientes niveles de protección, la masa, la transparencia y la distorsión se han convertido en un problema. Para el mismo nivel de protección, el vidrio blindado estándar tiene una densidad de superficie cuatro veces mayor que la del acero blindado, una cuestión que debe tenerse en cuenta durante la fase de diseño. Las dimensiones de las armaduras transparentes también están aumentando, lo que crea ciertos problemas, especialmente donde se aplican nuevas tecnologías. En algunos ejércitos, se cree que en un vehículo de patrulla ligero, un parabrisas de dos paneles con un pilar B le da un aspecto agresivo y, por lo tanto, prefiere un parabrisas de una pieza. Además, dado que muchos vehículos se fabrican actualmente con un nivel básico de protección, deben actualizarse instalando kits de blindaje adicionales. Esto significa que también deben incluir actualizaciones apropiadas a la protección transparente, lo que por supuesto plantea un gran problema con el método predominante de atornillar paneles de vidrio en pernos.
La masa de parabrisas y ventanas laterales más fuertes no solo es un factor negativo, en comparación con la armadura opaca, el grosor también aumenta significativamente, sin mencionar el deterioro de las propiedades ópticas, ya que a medida que aumenta el grosor, la transmisión de luz tiende a disminuir y las distorsiones aumentan. Teniendo en cuenta el creciente mercado y la demanda de los últimos años, los fabricantes de vidrio blindado han trabajado arduamente para resolver el rompecabezas de la protección masiva. Esto se ha logrado mejorando el rendimiento de los laminados estándar (laminados) y explorando materiales alternativos como la cerámica transparente. Además del hecho de que algunos fabricantes tienen bastante éxito en encontrar la relación óptima entre densidad-protección-cualidades visuales, ven la protección transparente como un entorno ideal que puede presentar grandes cantidades de información al conductor y posiblemente incluso a otros pasajeros del automóvil.. Se inspiraron en las pantallas de visualización frontal de la aviación, una solución interesante que podría ayudar a mejorar la ergonomía y reducir la carga de trabajo.
Misiones recientes en zonas con grandes fluctuaciones de temperatura (como consecuencia de una gran diferencia entre la temperatura exterior y la temperatura de la cabina climatizada), con tormentas de arena, etc. tienen un impacto significativo en la armadura transparente con graves consecuencias para su vida útil. Dado que los vehículos terrestres no pueden competir con las aeronaves en términos de costos de mantenimiento, este costo debe mantenerse lo más bajo posible y debe ser parte de la ecuación junto con el peso y el rendimiento. Por supuesto, los operadores de vehículos también deben tomar medidas para proteger los vehículos estacionados, así como seguir técnicas de limpieza específicas para el vidrio blindado. La mantenibilidad también juega un papel importante en la reducción de costos.
Para mejorar el rendimiento y reducir el peso de su armadura transparente, la empresa alemana Schott utiliza el vidrio borosilicato patentado Borofloat, que tiene muy buenas características ópticas.
Tendencias
El propósito de este artículo no es revisar los productos de todos los fabricantes de armaduras transparentes alrededor del mundo (y su número crece día a día. Por ejemplo, en octubre de 2013, la Secretaría de Defensa Nacional de México anunció la creación de otra fábrica para el producción de vidrio blindado), sino un deseo de esbozar las últimas tendencias en esta área. La mayoría de los fabricantes miran tanto al mercado civil como al militar. Las más importantes son American Glass Products (fábricas en Colombia, Brasil y Perú) y la francesa Saint-Gobain Sully. También hay muchas empresas en los EE. UU. En esta área, como PPG Aerospace, que fabrica armaduras transparentes que cumplen con los estándares de Stanag (generalmente niveles 1 a 3) y ATPD 2325P de EE. UU. (Niveles 1 a 3).
Otro jugador importante en el campo de las armaduras transparentes para el ejército es la empresa alemana Schott. Además de la producción en Alemania, que produce vidrio blindado de acuerdo con Stanag, la empresa también tiene una sucursal en Estados Unidos que produce vidrio de acuerdo con los estándares estadounidenses, pero independientemente de las Regulaciones Internacionales de Comercio de Armas. El producto militar europeo actual es Resistan, que va desde el nivel 1 al nivel 4 de Stanag 4569 y en el que el número de identificación indica el espesor en milímetros. Schott utiliza vidrio de borosilicato Borofloat 33 de alta calidad con propiedades sobresalientes en sus productos de protección transparente, lo que permite una reducción de peso del 12-15% en comparación con el vidrio de silicato mientras mantiene un rendimiento óptico óptimo.
En 2013, se introdujeron tres nuevos tipos de vidrio, correspondientes a los niveles 2 y 3 de la norma Stanag. Para aplicaciones de Nivel 2, el vidrio blindado NY 52 BF se desarrolló mediante la optimización del diseño y la laminación y está diseñado para máquinas que operan en condiciones de temperatura normales de –32 ° C a + 49 ° C; el material tiene una densidad superficial de 112 kg / m2 y garantiza una transmisión de luz del 86%. El vidrio se disparó con un solo proyectil de fragmentación FSP de 20 mm a una velocidad de 630 m / sy balas incendiarias perforantes universales (API) 7, 62x39 mm. La densidad del vidrio NY 58 BF es 124 kg / m2, que es aproximadamente un 10% más alta que la densidad del NY 52 BF (la masa y el grosor aumentaron en consecuencia), sin embargo, tiene un rango de operación mayor (hasta + 75 ° C) y ha sido probado contra municiones de fragmentación con una velocidad inicial más alta (700 m / s) y balas incendiarias perforantes más potentes 7, 62x51 mm.
La tecnología Digital Visual Window de OSG (arriba) puede integrar una pantalla digital en un vidrio blindado sin comprometer la protección, mientras que la tecnología Silk-light (dos imágenes a continuación) permite que se incrusten breves mensajes de advertencia en el parabrisas.
Hay dos nuevos productos Tier 3 disponibles en el mercado que permiten una reducción significativa de peso en comparación con el tipo anterior de vidrio NY 92 BF, que está calificado para altas temperaturas y es definitivamente más resistente, ya que tiene una densidad de área de 195 kg / m2 puede soportar un proyectil FSP de 20 mm con una velocidad superior a 1250 m / s, así como 7, 62x54R API, 7, 62x51 API y una bala normal 12, 7x109. El nuevo modelo NY 80 BF tiene una densidad de 174 kg / m2 (reducción del 10%), aunque las pruebas no incluyeron disparar balas de 12,7 mm, mientras que el NY 69 BF llega con una densidad de 153 kg / m2 (un 22% menos que NY 92) y solo se probó contra API 7, 62x54R. Para el nivel 4, Schott ofrece dos grados de vidrio de su familia Resistant. Se trata de NY135 con una densidad de 284 kg / m2 y NY 194 con una densidad de 398 kg / m2. Ambos resisten un proyectil FSP de 20 mm a velocidades superiores a 1550 m / sy un cartucho API 14.5x114, aunque el vidrio más delgado se prueba para un solo golpe, mientras que el vidrio más grueso tiene características de impactos múltiples. Según Schott, NY 194 es el Solo vidrio aprobado y una solución certificada de Nivel 4, ya que fue certificada por la Autoridad Alemana de Armamento BAAINBw (anteriormente BWB). El catálogo Resistant incluye muchos otros productos, la familia VPAM cumple con los estándares EN 1063 y VPAM BRV 2009, y la familia DV con los estándares ATPD Revision T. Recientemente reutilizó su planta de vidrio laminado plano en una línea totalmente integrada que también incluye radio de curvatura 500- 1000 mm y doblando.
La empresa israelí Oran Safety Glass ha desarrollado la tecnología Adi, que elimina la capa interna de policarbonato anti-astillas, que según OSG duplica la vida útil del vidrio.
Mirando hacia el futuro, Schott está examinando nuevos materiales como cerámicas transparentes y espinelas (un grupo de minerales naturales y artificiales en la clase de óxidos complejos con alta dureza). Dadas las estrictas regulaciones viales en Alemania, la compañía cree que el rendimiento óptico que ofrecen estos materiales alternativos no puede aceptarse para los parabrisas, pero debido a su peso ligero, podrían ser adecuados para las ventanas laterales. Sin embargo, el costo de estos materiales innovadores aún no se ha determinado. Con respecto al vidrio laminado clásico, los expertos de Schott creen que las tecnologías actualmente disponibles no permitirán ninguna mejora en los próximos años. Dichos vidrios se han acercado a su límite correspondiente al nivel 3, que corresponde a un espesor de aproximadamente 75 mm y una densidad superficial de 160 kg / m2. Schott North America se especializa en vitrocerámicas, materiales policristalinos fabricados mediante cristalización controlada de una base de vidrio, principalmente mediante tratamiento térmico. El procesamiento crea una capa superficial cristalizada de 35 nanómetros de espesor, mientras que el resto de la cerámica es 80% cristalina. Este material no proporciona ningún ahorro de peso, pero cumple con las normas americanas ATPD-235 (aunque los resultados obtenidos quedan clasificados).
Otro jugador clave en el campo del vidrio blindado es Oran Safety Glass (OSG) de Israel, el único proveedor del ejército israelí. La empresa suministra vidrio blindado plano y curvo a países de primer nivel como Estados Unidos, Francia, Alemania, Italia, etc. OSG está particularmente enfocado en el mercado estadounidense, aunque su vidrio blindado está en dos de los tres vehículos JLTV. Para lograr este objetivo, la compañía, que tiene dos fábricas en Israel, estableció su oficina de OSG Inc en Virginia. Sin duda, OSG se esfuerza por reducir el peso para un determinado nivel de protección, pero también apunta a seguir desarrollándose, combinando diferentes tecnologías en sus productos con el objetivo de agregar "dispositivos" como el descongelamiento para mejorar la visibilidad durante 30 segundos a -42 ° C.
Utilizando materiales semi-exóticos, OSG ha desarrollado recientemente una solución de 170 kg / m2 y 83 mm de espesor para el Nivel 3. Los efectos del acondicionamiento. OSG también ofrece su tecnología Crystallized Material (CM), que puede reducir el peso de un 30 a un 50% (ver tabla) con una reducción de espesor de un 40 a un 60%. Por supuesto, la reducción de peso en este caso es más significativa, ya que es necesario tener en cuenta la reducción del peso del propio marco de vidrio. Aquí el problema no es solo técnico, sino también económico, ya que los vidrios de tipo cerámico son mucho más costosos que los vidrios antibalas estándar.
La tecnología de material cristalizado permite a OSG producir una armadura transparente a tres veces el costo de sus contrapartes de vidrio laminado. La empresa israelí también ha desarrollado dos nuevas tecnologías para mejorar el rendimiento del vidrio laminado. El primero, denominado Rock Strike Glass (RSG), está diseñado para evitar que las capas internas de vidrio se rompan en caso de escombros a baja velocidad, como grava y piedras. Esto no solo permite que el conductor continúe conduciendo con una visibilidad mínimamente perjudicada, sino que además en la mayoría de los casos el vidrio no requiere reemplazo inmediato, lo que ahorra tiempo y garantiza una mayor disponibilidad de la flota. Dado que no existen estándares relacionados con este problema en el ámbito militar, OSG tomó como base los estándares ferroviarios franceses, según los cuales un objeto cónico con un diámetro de 90,5 mm y un peso de 20 gramos después del impacto a una velocidad de 40 m / s no debe causar ningún daño. Estas cifras para uso militar se han incrementado a 140 m / s; Como resultado, el vidrio OSG RSG mostró resistencia a múltiples impactos a velocidades de 160 m / s.
Armadura transparente de la empresa alemana GuS. La compañía ha suministrado superficies transparentes para máquinas Dingo alemanas en Afganistán y actualmente está considerando cambiar a cerámica.
Otra tecnología llamada “Adi” (piedra preciosa hebrea) se mostró en DSEI 2013. Hoy en día, el vidrio laminado típico tiene una capa interna de policarbonato que evita que los desechos se esparzan dentro de la máquina si golpean el vidrio. Según OSG, la unión del vidrio y el policarbonato acelera la delaminación, y el policarbonato también puede dañarse por un uso o limpieza inadecuados. Las estadísticas proporcionadas por la compañía muestran una vida útil esperada de tres a cinco años para el vidrio transparente convencional en el campo. La tecnología Adi proporcionará un rendimiento anti-astillas sin policarbonato, además del doble de vida útil. OSG ha estado trabajando en esta tecnología durante más de dos años. Las últimas pruebas balísticas se llevaron a cabo en el otoño de 2013 y la producción de vidrio con la tecnología Adi comenzó en 2014.
OSG también está trabajando en el uso de superficies de vidrio con fines ilustrativos. La tecnología Silk-light le permite crear un sistema electrónico integrado controlado por luz que hace posible demostrar mensajes simples (principalmente de emergencia) directamente en el vidrio blindado. Además, la tecnología Digital Visual Window permite que la pantalla LCD se integre en una armadura transparente sin comprometer el nivel de protección, ahorrando así espacio en el automóvil. La pantalla está conectada a una unidad electrónica separada que se puede reparar o reemplazar fácilmente.
Glas und Optik GmbH, más conocida como GuS, es otro importante fabricante alemán. A principios de septiembre de 2013, el BAAINBw alemán calificó el nuevo vidrio laminado para el cumplimiento de Nivel 3; su densidad se redujo de 215 a 170 kg / m2 (-20% de la masa) y su espesor de 91 a 83 mm, al mismo tiempo que el rango de temperatura de funcionamiento se incrementó de –32 ° a + 49 °. Además, su rendimiento de impacto múltiple se probó en un triángulo con una base de 120 mm en lugar de los 300 mm habituales y la huella era muy pequeña, por lo que el impacto en la lámina de policarbonato posterior se redujo considerablemente. Como único proveedor del ejército alemán, GuS mostró su capacidad de reparación en Afganistán, donde las piedras dañaron alrededor de 3.500 parabrisas (más de 600 máquinas Dingo se desplegaron allí), muchas de las cuales fueron reparadas por el grupo de trabajo de la empresa. En el campo de la cerámica transparente, GuS también lleva a cabo muchos programas de investigación con la empresa alemana CeramTec GmbH. Si bien el nivel de protección no parece ser una preocupación importante, la empresa se enfrenta a obstáculos en las regulaciones de tráfico por carretera alemanas, ya que la unión adhesiva de las baldosas cerámicas produce efectos visuales que aún no se han juzgado en términos de fatiga ocular, dolores de cabeza y desorientación. GuS está trabajando actualmente en estrecha colaboración con BAAINBw para analizar los efectos secundarios antes de pasar a la cerámica.
En DSEI 2013, Jenoptik presentó una protección de plástico transparente. Es más pesado y grueso que los laminados, pero tiene la ventaja de no deformarse al doblar.
La empresa alemana ESW GmbH, una división de Jenoptik Defense & Civil Systems, mostró en DSEI 2013 una armadura de plástico transparente, que garantiza una transmisión de luz superior al 90%. Una de las mayores ventajas de la solución Jenoptik es que el parabrisas se puede doblar; esto le permite alejarse del pilar central, típico de los parabrisas de vehículos militares, que consta de dos paneles planos de vidrio a prueba de balas, y así brindar la máxima visibilidad. Además, el protector de plástico transparente Jenoptik no crea ninguna distorsión, incluso en los puntos de flexión. La empresa ofrece actualmente dos tipos de superficies, respectivamente con niveles de protección 2 y 3. El primero tiene una densidad aproximada de 144 kg / m2 y un espesor de 121 mm, y el segundo tiene un gramaje de 238 kg / m2 y un espesor de 201 mm. La solución de Nivel 3 también está certificada para resistir múltiples impactos de bala y cargas de proyectiles en el sector de 0 ° a 45 ° y para resistir golpes de RPG-7 en un ángulo de 45 °. Protección antihielo y electromagnética disponible bajo pedido. Según Jenoptik, su vidrio de plástico transparente a prueba de balas puede mantener una buena visibilidad incluso después del impacto.
Uno de los expertos europeos autorizados en el campo de las armaduras transparentes es IBD. Estaba claro que había que encontrar una solución para reducir el peso de la armadura transparente. De hecho, el vidrio blindado convencional para un camión de 3 m2 no solo pesa 600 kg, sino que también eleva el centro de gravedad y degrada catastróficamente la estabilidad. Adoptando su tecnología NanoTech, IBD ha desarrollado una protección cerámica transparente, un factor clave aquí es el desarrollo de procesos especiales para unir baldosas cerámicas ("armadura transparente de mosaico") y laminar estos conjuntos con fuertes capas portadoras para formar grandes paneles transparentes.
IBD Deisenroth ha desarrollado baldosas cerámicas transparentes y tecnología de unión para crear una armadura transparente que ahorra hasta un 70% de peso en comparación con el vidrio laminado tradicional. La foto muestra muestras comparativas de acero laminado homogéneo, cerámica convencional y el nuevo material IBD NANOTech, presentado en Eurosatory 2014
ArmorLine fabrica espinela, un material policristalino que permite reducir el peso y el grosor. Se utiliza en armaduras transparentes multicapa.
Gracias a las destacadas características balísticas del material cerámico y la absorción elástica de la energía cinética residual, la empresa pudo obtener paneles de blindaje transparentes con una masa significativamente reducida. En comparación con la densidad de 200 kg / m2 del vidrio blindado estándar correspondiente al nivel 3 de Stanag 4569, la nueva tecnología permite reducir el peso de las cerámicas transparentes para el mismo nivel 3 a 56 kg / m2. Esto representa una ganancia del 72%, lo que en términos absolutos significaría 170 kg para las ventanillas de un camión de ejemplo. Según IBD, las propiedades ópticas de la nueva cerámica transparente son al menos tan buenas como las propiedades ópticas del vidrio blindado multicapa tradicional, ya que está menos teñido y exhibe menos difracción, y los bordes de las baldosas pegadas son completamente invisibles. Estas propiedades ópticas también se extienden al espectro infrarrojo, lo que significa que también se pueden utilizar gafas de visión nocturna. Un país de la OTAN se enfrentó al desafío de elegir una protección reducida o agregar otro eje delantero para sus camiones, pero la solución de IBD puede mantener la configuración de un solo eje y ahorrar dinero, o duplicar el número de ejes y aumentar la protección. Según IBD, su blindaje cerámico transparente está totalmente calificado y actualmente se encuentra en la fase de producción, donde el proceso de optimización está enfocado a la reducción de costos; El objetivo de la empresa es obtener un producto que sea solo un 50% más caro que el vidrio estándar. Sin embargo, por el momento se cree que es posible lograr un costo dos veces menor que el costo de la solución actual.
Protección transparente multicapa de 400x400 mm hecha con espinela ArmorLine después de seis disparos. La compañía espera comenzar a fabricar un parabrisas de tamaño medio para fines de 2014.
La empresa estadounidense ArmorLine, parte del Defence Venture Group, ha desarrollado cerámicas de espinela óptica que permiten la fabricación de armaduras transparentes con importantes ahorros de peso. La espinela de ArmorLine es un material policristalino extremadamente duro y duradero; caracterizada por su resistencia a la abrasión, típica de la cerámica, garantiza una transmisión de luz en el rango de 0,2 a 5,5 micrones. Esto hace posible su uso en los rangos ultravioleta (0,2-0,4 micrones), visible (0,4-0,7), la región del IR cercano del espectro (0,7-3) y la región del IR medio del espectro (3- 5). Es decir, se puede utilizar en aplicaciones militares no solo como armadura transparente, sino también para proteger sensores. La ventaja de la espinela ArmorLine es que se puede utilizar para producir paneles de dimensiones definitivamente mayores que las de los paneles cerámicos transparentes. Los grandes paneles actuales miden aproximadamente 70 x 50 cm, la empresa tiene la intención de comenzar la producción de paneles de 85 x 60 cm, tanto planos como curvos (con un radio de curvatura de 2500 mm) dentro de un año, y finalmente a la producción de paneles planos 100 x 75 cm, que es la mitad del parabrisas.
La capacidad de proporcionar protección transparente curva se considera una ventaja sobre otros sistemas, lo que permite a los diseñadores implementar soluciones más flexibles. La protección transparente a base de espinela, que reemplaza varias capas en el vidrio laminado, ha aumentado las características de impacto múltiple y ha reducido el peso y el grosor en un 50-60%. Como ejemplo, tomemos un vidrio blindado laminado que puede soportar un solo impacto de bala perforante de 12,7x99 mm. Tiene un espesor de 103 mm y una densidad de superficie de 227 kg / m2, mientras que la espinela de ArmorLine reduce estos valores a 49 mm y 100 kg / m2, es decir, un 53% y 56%, respectivamente. Este dato se confirma al observar el blindaje transparente ATPD 2352 Clase 3A, en el que el espesor se reduce de 112 a 52 mm y la densidad de área de 249 a 109 kg / m2. Sin embargo, ArmorLine no se ocupa de materiales multicapa, es decir, en estos casos, las masas se dan para muestras de prueba no optimizadas y pueden optimizarse aún más. En términos de Stanag, la densidad de superficie alcanzada para los materiales transparentes de Nivel 2 es de aproximadamente 69 kg / m2, mientras que para el Nivel 3 (bala incendiaria perforante 7, 62 x 54R B32) se eleva a 84 kg / m2.
La empresa italiana Isoclima suministra a Iveco la mayor parte del vidrio blindado para la LMV Lince; La imagen muestra el vaso después del bombardeo en el campo de tiro de Nettuno.
Entre las tecnologías utilizadas para aumentar la resistencia de las armaduras transparentes, Isoclima ha desarrollado un método de encapsulación que garantiza la máxima vida útil de sus materiales laminados.
La empresa italiana Isoclima comenzó a trabajar en armaduras transparentes a principios de la década de 1980 para los mercados civil y militar y desde entonces ha desarrollado sus propias tecnologías patentadas para optimizar el laminado de vidrio y policarbonato. Ha aportado la mayoría de las soluciones de protección transparente para Iveco DV LMV, que se han adaptado a las necesidades de los diferentes clientes de este ligero vehículo 4x4 polivalente. Por ejemplo, la armadura transparente adoptada para los vehículos rusos LMV es capaz de soportar temperaturas de -45 ° C a + 70 ° C, la interconexión de diferentes materiales es un elemento clave aquí, ya que el coeficiente de expansión térmica del policarbonato es ocho veces el coeficiente. de expansión del vidrio. Entre sus productos podemos encontrar una solución correspondiente al nivel 2 de Stanag, con un espesor de 58-59 mm y una densidad de área de 125-130 kg / m2, y una solución correspondiente al nivel 3, con un espesor de 79-80 mm. y una densidad de 157-162 kg / m2; todos los valores se basan en límites de temperatura estándar.
Actualmente, la empresa está considerando nuevas soluciones que aumentan el rendimiento y reducen el peso. La empresa está probando nuevos materiales, como espinela y otros, aunque la dirección está convencida de que las mejoras radican en soluciones complejas, es decir, mejorar las características del vidrio y laminados como films, permitirá a Isoclima mejorar su posición en el mercado. La compañía también ha desarrollado soluciones para mejorar la vida útil de la protección transparente, como un tratamiento antirrayaduras en un respaldo de policarbonato y una capa exterior patentada fijada magnéticamente que protege el vidrio balístico de los daños causados por piedras, conocido como Antistone Protection Solution (AspS). La capa protectora extraíble se basa en una junta magnética de doble sellado que sostiene la capa protectora exterior de vidrio exterior y tecnopolímero interior; Se crea un espacio de aire entre esta capa y la armadura transparente. Se tuvieron en cuenta y se verificaron todos los posibles inconvenientes, es decir, condensación, distorsión óptica, etc., las pruebas mostraron la mínima influencia de estos factores en las características de protección transparente. Por otro lado, la tecnología AspS reduce significativamente el mantenimiento y extiende la vida útil de la armadura transparente. Muchas de las soluciones desarrolladas por Isoclima se basan en la participación de la empresa en el diseño de modernos sistemas transparentes de protección para la industria aeroespacial.
