Aumentare la consapevolezza della situazione dei conducenti e degli equipaggi è diventata una questione chiave, poiché il combattimento asimmetrico richiede una migliore valutazione della situazione intorno al veicolo, sia in termini di funzionamento che di sicurezza
Quest'ultimo è in gran parte dovuto all'ambiente circostante, quando il veicolo da combattimento si muove spesso su strade cittadine intasate dal traffico civile di auto, moto, biciclette e pedoni; qualsiasi incidente può avere gravi conseguenze per il rapporto con la popolazione locale, incidere negativamente sull'operazione “per conquistare cuori e menti”. A rigor di termini, dal punto di vista dei militari, la capacità di vedere ciò che dovrebbe essere visto nelle immediate vicinanze consente al conducente di utilizzare appieno le capacità del veicolo e ai paracadutisti di valutare appieno la situazione e aumentare l'efficacia delle loro azioni quando si atterra dal veicolo.
In un mondo sempre più virtuale, numerose aziende stanno perseguendo soluzioni digitali, spesso definite "sicurezza trasparente", utilizzando sensori per fornire al conducente e all'equipaggio immagini con cui possono "giocare" e, infine, aggiungere elementi VR per migliorare il livello di guida o efficacia di combattimento. Mentre gli schermi larghi nel compartimento delle truppe dei mezzi corazzati o dei veicoli da combattimento della fanteria stanno diventando abbastanza comuni e vengono testati i posti di lavoro dei conducenti completamente virtuali, le considerazioni ergonomiche rimangono in prima linea. Tuttavia, vengono sempre più utilizzate superfici trasparenti più grandi. Recentemente, i veicoli corazzati leggeri, utilizzati principalmente per missioni di ricognizione, sono dotati di ampi parabrezza e finestrini laterali. Lo stesso vale per la categoria di trasporto truppe MRAP, emersa durante la guerra in Iraq e Afghanistan nei primi anni 2000. Per quanto riguarda i veicoli da combattimento, alcune aziende praticano l'uso di parabrezza larghi al fine di migliorare la visibilità del mondo esterno per il conducente e il comandante.
Tipicamente, il rapporto di massa medio tra l'armatura trasparente tradizionale e l'armatura opaca è di circa 4: 1. Poiché il vetro blindato si trova sempre nella parte superiore del veicolo, il problema non è solo nella massa stessa, che riduce il carico utile, ma anche nel baricentro, che inevitabilmente si alza, riducendo così la stabilità. Inoltre, la protezione trasparente convenzionale non rientra nella regola dell'aumento del livello di protezione, poiché i problemi di trasmissione della luce e distorsione dell'immagine crescono con lo spessore del vetro. Il costo è un altro elemento chiave nell'equazione dell'armatura trasparente: le soluzioni esotiche già offerte da molti produttori si basano principalmente sulla ceramica trasparente, ma rimangono significativamente più costose del vetro tradizionale.
Tuttavia, per valutare realisticamente i costi aggiuntivi, dobbiamo bilanciare i pro ei contro: un vetro più leggero significa un aumento del carico utile o una minore usura dei componenti meccanici. Poiché anche lo spessore è ridotto, si risparmia sul peso dei telai in vetro. Molti veicoli attualmente fabbricati con un livello di protezione di base possono accettare kit di sostituzione per aumentare questo livello, e questo è pienamente vero per le armature trasparenti. Una soluzione più leggera che fornisce un livello di protezione completo evita l'aggiunta di un kit di armatura trasparente, che crea molti più problemi rispetto all'aggiunta di un kit di armatura opaca per quanto riguarda: in primo luogo, le caratteristiche, poiché le proprietà ottiche diventano critiche, e in secondo luogo, la logistica, poiché con un'armatura trasparente kit è necessario Maneggiare con maggiore cura rispetto ai kit schermanti opachi. I produttori di armature trasparenti risolvono altri problemi, tra cui: durata: la resistenza del vetro antiproiettile diminuisce nel tempo; costo: maggiore è la vita utile, minore è l'impatto sui costi del ciclo di vita della macchina; resistenza a fattori esterni, come le tempeste di sabbia; la capacità di resistere a grandi fluttuazioni di temperatura, come l'utilizzo di un sistema di condizionamento dell'aria in aree molto calde.
Come accennato, il vantaggio di tutti i sistemi digitali risiede nell'implementazione semplificata delle tecnologie virtuali, quando elementi di realtà virtuale possono essere facilmente aggiunti. Tuttavia, questo è parzialmente fattibile per gli occhiali antiproiettile, ad esempio la proiezione dei dati relativi alla guida sul parabrezza è attualmente implementata nei veicoli commerciali (questo è un ulteriore sviluppo della tecnologia per proiettare il cruscotto sul parabrezza dell'abitacolo).
L'azienda tedesca GuS è uno dei principali produttori europei di vetro blindato per scopi militari. Di recente, è riuscita a ridurre la sua densità specifica di oltre il 10%, rispettivamente, per ridurre lo spessore e aumentare la trasmissione della luce. Tra i suoi prodotti più recenti c'è il vetro con livello di protezione 4, la cui densità è ora di 294 kg / m2, spessore di 124 mm e trasmissione luminosa del 73%, il suo vetro con livello di protezione 3 è quasi il 20% più leggero rispetto alla versione precedente, il suo le caratteristiche sono rispettivamente 177 kg/m2, 86 mm e 85%. GuS, il cui vetro antiproiettile è stato installato su molti veicoli gestiti dalla Bundeswehr in Afghanistan, ha anche sviluppato una soluzione economica chiamata "riparazione rapida", che consente ai veicoli le cui superfici trasparenti sono state danneggiate da graffi di tornare rapidamente in servizio senza sostituire un parabrezza di un pezzo. Nel 2017, l'azienda tedesca di Lubbecke presenterà un nuovo materiale ceramico trasparente sviluppato in collaborazione con CeramTec (vedi sotto) in grado di resistere a minacce dal livello 2 al livello 4. GuS è anche uno dei principali fornitori di periscopi. e veicoli blindati gommati sono dotati di questi sistemi. Ha sviluppato ampi periscopi con un campo visivo verticale aumentato, che offre una visibilità ottimale per guidatore e comandante e sostituisce il parabrezza, garantendo livelli di protezione elevati, fino al 4° o 5°. Ciò riduce significativamente il costo e il peso di un tipico parabrezza di livello 4 che pesa oltre 300 kg, mentre la soluzione GuS aggiunge solo 50 kg al peso del veicolo.
L'azienda tedesca IBD, come uno dei fornitori di soluzioni di prenotazione, utilizza attivamente le tecnologie della ceramica, in particolare la nanoceramica. Non sorprende quindi che un'azienda specializzata in armature opache abbia sviluppato armature trasparenti a base di ceramica, già utilizzate nella pratica da tempo, ma ora in fase di qualificazione finale in due paesi. La soluzione Livello 3 ha una densità di 56 kg/m2, che è inferiore a un terzo di quella del vetro blindato convenzionale. La tecnologia si basa su uno speciale processo di incollaggio che consente a IBD di modellare piccole piastrelle in un grande pannello trasparente, che verrà poi ricoperto con strati di supporto in vetro temperato. Secondo IBD, la diffrazione è inferiore a quella del vetro antiproiettile convenzionale e il resto delle proprietà ottiche almeno non è peggiore. L'azienda lavora costantemente per ridurre i costi, il suo obiettivo è produrre prodotti che non siano più costosi del 50% rispetto alle soluzioni standard.
Anche l'azienda francese Saint-Gobain è attiva nel campo della protezione trasparente, offrendo soluzioni sia tradizionali che ceramiche. Questi ultimi sono conosciuti con il marchio SAFirE e forniscono una riduzione del 65% della densità superficiale rispetto al vetro standard con una riduzione dello spessore di oltre il 30%.
L'azienda italiana Isoclima sta attualmente producendo pannelli per parabrezza in vetro antiproiettile che consentono l'installazione a secco; sono sigillati per tenere fuori i solventi e l'umidità e consentono la sostituzione del vetro utilizzando lo stesso telaio. In termini di prestazioni, secondo gli ultimi dati disponibili, il Tier 3 è ottenuto con una densità di 157-162 kg/m2 e uno spessore di 9 mm, e Tier 2 con 125-130 kg/m2 e 59 mm, sebbene la ricerca la divisione di Isoclima potrebbe aver migliorato il coefficiente "protezione/massa". Iveco DV sta attualmente installando il vetro Isoclima sui suoi camion LMV, MMV e Astra dotati di cabine blindate. Secondo l'azienda, anche i clienti stanno iniziando a richiedere vetro blindato per la protezione contro proiettili da 12,7 mm, ed è in grado di fornire un livello di protezione simile con una densità del vetro di 235 kg / m2 e uno spessore di 108 mm. Isoclima sta lavorando anche a soluzioni ceramiche, principalmente in collaborazione con CeramTec. L'azienda sviluppa un adesivo con la stessa riflettività della ceramica trasparente, in modo che la linea di colla tra le piastrelle sia quasi invisibile. Per fornire funzionalità multi-impatto, vengono utilizzate piastrelle da 90 x 90 mm, l'intero pannello di 500 x 500 mm incollato da tali piastrelle può resistere a un colpo fino a 12 proiettili. Isoclima mira a ridurre il peso del 35% e lo spessore del 40%. Tuttavia, se la resistenza a colpire un FSP da 20 mm (Fragment Simulating Projectile è un simulatore di frammentazione standard [in NATO].), Isoclima ritiene che sia possibile ottenere una riduzione del peso del 50%.
L'azienda israeliana Oran Safety Glass (OSG) è uno dei leader mondiali nel campo della protezione trasparente. Il prodotto di punta con il marchio CeraLite è stato sviluppato in collaborazione con l'azienda tedesca CeramTec. Come tutti i protettori a base ceramica trasparente, CeraLite è composta da più piastrelle che vengono incollate tra loro per formare pannelli della dimensione desiderata. Secondo l'azienda israeliana, la tecnologia dei materiali cristallizzati (CM) consente una riduzione del peso del 50-60%. Mentre il vetro standard STANAG Livello 4, realizzato secondo la tecnologia tradizionale (vetro più policarbonato), ha una densità di 284 kg/m2, in CeraLite si riduce di quasi il 50%, a 146 kg/m2, a cui si può aggiungere una riduzione del 40% del peso del telaio per il vetro. Ha anche una migliore trasmissione della luce grazie al suo spessore ridotto e migliora anche le prestazioni degli occhiali per la visione notturna rispetto agli occhiali convenzionali. All'impatto, CeraLite si comporta meglio del vetro classico, la "ragnatela" di crepe attorno al sito dell'impatto si riduce e le caratteristiche multi-impatto sono aumentate. CeraLite è stato testato in laboratori tedeschi e americani ed è attualmente offerto in parallelo a clienti europei e americani. Il costo rimane un ordine di grandezza superiore al costo delle soluzioni convenzionali, anche se negli ultimi due anni si è ridotto del 30%. Cioè, questo tipo di armatura trasparente viene utilizzato solo quando il problema della massa è molto critico.
Nuova armatura trasparente è installata su veicoli speciali delle forze per le operazioni speciali delle forze armate israeliane. Il passaggio a soluzioni esotiche non ferma la ricerca e lo sviluppo nei campi più tradizionali. La più recente soluzione di sicurezza trasparente di livello 4 di OSG ha una densità di 269 kg / m2 e uno spessore di 122 mm, ovvero il 5% in meno di peso rispetto al vetro precedente. L'azienda partecipa a due importanti programmi americani JLTV e M-ATV. È chiaro che in entrambi i casi OSG offre la sua soluzione ADI, che differisce per il fatto che sulle superfici interne viene utilizzato un materiale proprietario diverso al posto del policarbonato. Il materiale antischeggia è stato sviluppato da OSG per avere una resa termica simile a quella del vetro, in quanto riduce notevolmente la delaminazione, che è uno dei principali problemi che riducono la durata della protezione trasparente. Le prove sono state effettuate a temperature molto basse e molto alte da -40°C a +70°C e ad un'umidità superiore al 90%; dopo quasi due anni di test continui, il campione era ancora in buone condizioni. Secondo l'azienda, il sistema ADI può durare il doppio del vetro blindato tradizionale, riducendo notevolmente i costi del ciclo di vita del veicolo, anche se il prezzo di acquisto potrebbe essere leggermente superiore. In termini di consapevolezza della situazione, OSG sta sviluppando una variante touchscreen dello ScreeneX, che presenta un display digitale integrato nel parabrezza per massimizzare lo spazio del conducente.
L'azienda tedesca KRD Group ha sviluppato tecnologie che hanno permesso di ottenere una protezione completamente plastica trasparente. Inizialmente, i suoi prodotti venivano commercializzati tramite un'altra società; KRD è apparso solo un paio di anni fa e i suoi prodotti sono ora conosciuti con il marchio Kasiglas. L'azienda ha sviluppato un materiale multistrato in plastica pura e altamente trasparente che garantisce una trasmissione della luce superiore al 90%. Ciò consente forme piatte e curve con angoli di stampaggio senza precedenti. I prodotti sono offerti con Livelli di Protezione 2, 3 e 4, rispettivamente, con una densità di 144, 238 e 396 kg/m2 e uno spessore di 121, 201 e 330 mm. Sebbene il materiale Kasiglas sia più spesso del vetro antiproiettile standard, offre una maggiore trasparenza e mantiene una migliore visibilità anche quando viene colpito da più proiettili, quando il vetro standard non può fornire alcuna visibilità. Test comparativi effettuati in Italia hanno dimostrato che il prototipo con il terzo livello di protezione ha resistito all'impatto di sei proiettili perforanti da 7,62 x 51 mm e sei proiettili da 7,62 x 54 mm a distanza ravvicinata, mantenendo una buona visibilità. Altri test effettuati in Germania hanno dimostrato che il telaio e il vetro rimangono intatti dopo essere stati fatti saltare da una mina o da un IED. I pannelli Kasiglas con protezione di Livello 3 garantiscono anche il colpo di frammenti di carica successivi e simultanei a formazione di proiettili nel settore da 0° a 45° e una granata RPG-7 colpita con un angolo di 45°.
La resistenza a colpi multipli e l'elevata resistenza a un'onda d'urto, forte impatto, proiettili come un nucleo di impatto, cariche di frammentazione sono uno dei principali vantaggi delle soluzioni in plastica, ma gli svantaggi sono il peso e lo spessore. In collaborazione con la Bundeswehr tedesca, KRD sta implementando un programma per sviluppare una soluzione ibrida ceramica-plastica che sfrutti i punti di forza dei due materiali. Questo studio ha tre obiettivi: confermare la fattibilità tecnica di tale soluzione, sviluppare una soluzione Layer 4 con peso e spessore accettabili e sviluppare una soluzione Layer 3 leggera. La prima caratteristica è stata verificata; ha anche testato una soluzione di livello 4 con una densità di 270 kg / m2, che ha le proprietà della plastica, resiste all'esplosione di mine e IED, ma lascia alla ceramica la capacità di resistere ai proiettili perforanti. Per quanto riguarda la visibilità dopo più colpi, dipende dall'energia di proiettili e proiettili. La soluzione con Livello di Protezione 4 mantiene una buona visibilità dopo essere stata colpita da proiettili da 7,62 mm, ma allo stesso tempo la visibilità dopo essere stata colpita da proiettili da 14,5 mm è solo parzialmente preservata; cioè, le prestazioni sono peggiori delle prestazioni delle soluzioni interamente in plastica, ma superiori a quelle delle soluzioni in vetro.
L'azienda sta attualmente lavorando per integrare la sua soluzione ibrida in un veicolo di prova e qualificazione. Il prodotto è al livello di prontezza tecnologica TRL 6-7 (finalizzazione e preparazione per la serie), mentre questa soluzione sarà disponibile sul mercato tra la fine del 2017 e la metà del 2018. Per quanto riguarda il costo, dovrebbe essere circa il 200% superiore al costo delle soluzioni tuttovetro.
CERAMTEC-ETEC: ceramiche trasparenti dall'Europa
L'azienda tedesca di Lochmar è il principale fornitore della maggior parte dei produttori tedeschi ed europei che sviluppano protezioni trasparenti a base di ceramica. CeramTec-ETEC ha sviluppato il materiale ceramico policristallino Perlucor, che unisce le qualità superiori dello zaffiro - un cristallo solido che ha una struttura multistrato rigorosamente orientata con forti legami atomici e ionici - con le qualità del vetro, che è caratterizzato da una struttura disordinata e legami energetici più deboli tra gli elementi. Perlucor mantiene i legami chimici dello zaffiro, ma è otticamente e meccanicamente isotropo, come il vetro. Quest'ultima caratteristica semplifica il processo produttivo e consente un costo inferiore rispetto allo zaffiro; secondo CeramTec-ETEC, il risparmio sui costi supera il 60%. In termini di peso e spessore, l'utilizzo di Perlucor nei sistemi di protezione trasparente comporta risparmi dal 40 al 60%. Inoltre, l'elevata resistenza ai graffi aumenta la durata di 2-5 volte. Pertanto, il materiale Perlucor viene utilizzato non solo nei kit di protezione trasparente: l'azienda ha sviluppato una tecnologia per incollare uno strato di spessore inferiore a un millimetro sul lato anteriore del vetro, che gli consente di aumentare la sua durata di 3-10 volte.
