До тех пор пока солдаты на поле боя не будут полностью заменены роботизированными системами или еще лучше боевыми андроидами, они будут нуждаться в защите от постоянно совершенствующихся угроз. Прошли те времена, когда людей посылали в грязные поля под Верденом, чтобы остановить своей грудью поток стальных осколков, а альтернативой этому было дуло пистолета своего собственного командира.
В 2007 году американская армия приняла на вооружение огнеупорную боевую униформу для того, чтобы минимизировать последствия угроз, вызываемых пламенем самодельных взрывных устройств
При содействии управления по выработке и исполнению программ по солдатскому обмундированию американская армия разрабатывает свою систему защиты солдата с тремя главными целями:
- снижение на 5-15% массы снаряжения современного солдата за счет применения отработанных технологий с целью снижения рисков и гарантии достижения желаемых результатов.
- достижение лучшей эффективности в дизайне формы, подгонке и функциональности с целью повышения комфорта для солдата и, что особенно важно сохранение совместимости с нынешними системами, стоящими на вооружении.
- обеспечение модульности и функциональной адаптируемости в противоположность современному подходу, которым предусматривается добавление множества систем, зачастую создающих избыточность.
Интеграция должна включать две стороны защитной оболочки: внутренний слой самой системы для гарантии того, что все элементы защиты подогнаны вместе идеально с целью получения максимальной защиты при минимальной массе, тогда как внешний слой для гарантии совместимости с внешними элементами, например очками ночного видения и легким модульным снаряжением для переноски тяжестей (в основном это современный заплечный мешок).
Система защиты солдата (СЗС) включает рад таких компонентов как защитное нижнее белье, улучшенные боевые кальсоны, баллистические наколенники и налокотники, улучшенная рубашка, улучшенные пулестойкие перчатки, защитная верхняя одежда, разгрузочный жилет, пуленепробиваемые пластины, улучшенный шлем с защитой затылка, защита глаз, интегрированный сенсорный комплект солдата и защита органов слуха.
Компания BAE Systems разработала интегрированную сенсорную систему солдата, кроме баллистической защиты также включающая архитектуру энергоснабжения и обмена данными, которая может быть встроена в ремни и стропы, разгрузочные жилеты и бронежилеты
Нашлемный сенсор BAE Systems Gen II заменяется системой третьего поколения Gen III, которая улучшит сбор информации для диагностики
Для многих компонентов по программе предусмотрены два этапа доводочных испытаний (с участием максимум трех участников), имеющих соответствующие обозначения DT1 и DT2 (Developmental Testing), которые, в конечном счете, приведут к этапу начального производства, в результате чего 6518 новыми комплектами будет экипирована боевая бригада. В настоящее время идет этап DT1, по которому уже объявлены некоторые контракты. Два из них были связаны с IHPS (Integrated Head Protection System – интегрированная система защиты головы) и отданы компаниям Gentex и Revision.
Компания BAE Systems выиграла контракт DT1 по баллистическим пластинам и интегрированной сенсорной системе солдата ISSS (Integrated Soldier Sensor System). Они являются частью защиты туловища Vital Torso Protection, которая нацелена на снижение массы при сохранении текущих базовых характеристики баллистических пластин. Требованиями также предусматривается добавление датчика, способного определять пригодность пластины к эксплуатации на уровне пользователя. Программой предусмотрено снижение массы от 10% до 15%. Например, среднего размера передняя или задняя пластина системы Esapi (улучшенная защитная вставка от стрелкового оружия) в настоящее время весит 2,5 кг, пороговое требование 2,23 кг, тогда как целевое требование составляет 2,1 кг.
В рамках этапа DT1 компания BAE Systems сумела уменьшить массу на 4-10% – в основном за счет внедрения керамики с новым химическим составом. Оставшаяся часть сэкономленной массы в равной степени «обязана» использованию полиэтиленового волокна нового поколения и улучшенному технологическому процессу производства комплекта защиты.
На данный момент технологический рывок не реализован, снижение массы нательной защиты скорее эволюционное, чем революционное
Вернемся к этапу DT2. В компании BAE Systems полагают, что последующее снижение массы возможно за счет совершенствования материалов и новых связующих полимеров с целью снижения травматизма. По данным BAE Systems, дальнейшие усовершенствования могут быть достигнуты за счет лучшей интеграции мягких и твердых элементов. Кстати, компания отложила программу по жидкой броне для приложений защиты Vital Torso, поскольку она продемонстрировала неудовлетворительные характеристики в этом отдельном приложении. Большие надежды возлагаются на многообещающие графитовые нанотрубки и структуры нанотипа, но они пока не производятся в достаточных количествах по приемлемой стоимости.
ISSS представляет собой интегрированный комплект носимых на теле сенсоров, которые отслеживают и записывают ускорения головы и избыточное давление при взрыве во время энергетического или ударного воздействия. Он также отслеживает и показывает психологическое состояние в реальном времени, например сердцебиение, центральную температуру тела и тепловое воздействие. Она включает дисплейное устройство и общую информационно-поисковую систему с использованием унифицированного программного обеспечения и системы беспроводного получения данных с целью минимизации поддержки полевой службы.
Анализ взаимосвязи ускорения головы и избыточного давления при взрыве совместно со встроенными алгоритмами позволит медицинским бригадам получать больше информации для использования в диагностике и лечении. В решении компании BAE Systems используется наголовный датчик третьего поколения Gen III Head Sensor (в американскую армию уже поставлен подобный сенсор второго поколения Gen II Head Sensor) вместе с двумя коммерческими системами (датчик сверхдавления при взрыве и базовая система мониторинга состояния здоровья), которые в настоящее время находятся на последнем этапе адаптации под стандарты ISSS.
В связи с тем, что объем генерируемых данных значителен, компания BAE Systems предлагает систему, которая будет передавать только «значимые данные» событий, превышающих пороговые пределы. Это уменьшит объем передаваемой информации и потребление энергии. Контракт по ISSS был выдан в августе 2013 года, поставка прототипа для оценки в полевых условиях была намечена на август-сентябрь 2014 года, после чего в 2015 году начнется предсерийное производство.
Легкая защита солдата Lightweight Armour Soldier Architecture от Morgan Advanced Materials позволяет сэкономить в общей сложности около 6 кг на шлеме, защите туловища и защите нижней части тела
Компания Mechlab тесно сотрудничает с итальянской армией при испытаниях прототипов V-Shield. Окончательный вариант должен быть поставлен армии к концу 2014 года
Материалы
Британская компания Morgan Advanced Materials (бывшая NP Aerospace) недавно представила свою систему Lasa (Lightweight Armour Soldier Architecture) с целью предложить максимальную защиту при минимальной массе с повышенной свободой движении. Lasa состоит из трех основных элементов: шлем, защита тела и защита нижней части тела.
В новом шлеме использованы новейшие доработки материалов, разработанных компанией Morgan Advanced Materiel. Компания приняла гибридный подход, использовала прочность материала Кевлара и заимствовала хорошие характеристики Dyneema защиты от осколков. Удалось снизить массу примерно на 400 грамм, что позволило получить шлем массой менее одного килограмма при сохранении формы и защитной поверхности как у стандартного шлема британской армии Mark 7. Ключевым фактором стала разработка процесса производства, который позволил получить соединение Kevlar-Dyneema.
Научно исследовательские работы привели к созданию нового шлема для британской армии известного как Mark 7A. На внешнем рынке он известен под обозначением AC904 и мало чем отличается, у него сохранены такой же четырехточечный подбородочный ремень и хорошие характеристики защиты от тупых травм, что оказалось ценным при подрывах на минах, когда британские солдаты подлетали со своих мест и ударялись о крышу машины.
Улучшенный вариант, обеспечивающий лучшую ситуационную осведомленность, также доступен под обозначением AC905 и весит на 100 грамм меньше. Новый процесс производства позволяет сэкономить 40% в случае внешнего корпуса шлема AC904 (50% для шлема AC905), давая экономию массы для всей системы шлема 29% (36% для AC905).
По схожему пути пошли при производстве пулестойких пластин, добавив третий тип материала в форме керамики. Компания Morgan Advanced Materiel изготавливает свою собственную керамику, что позволяет компании полностью контролировать процесс. Во все пластины Morgan внедрена её же технология CMS (Crack Mitigation System – система уменьшения трещинообразования), которая позволяет улучшить многоударные характеристики.
По данным Morgan новый процесс позволяет сэкономить около двух килограмм для каждой из двух основных пластин, что при использовании защитной ткани легче на 200 грамм приводит к уменьшению массы всего жилета на 500 грамм. Дальнейшее снижение массы предметов одежды Tier 2/3 на 200–700 грамм приводит к общему снижению массы более чем на шесть килограмм.
Система V-Shield от итальянской компании MechLab
Молодая итальянская компания MechLab, специализирующаяся на военных разработках, начала в 2011 году разработку инновационной концепции, основанной скорее на полностью твердой защите тела, чем на типичном «твердо-мягком» комплекте. Впрочем, самой инновационной разработкой стал корпусно-позвоночный экзоскелет первого поколения, который передает массу, носимую на плечах, на мышцы ног и тем самым снижает уровень нагружения и позволяет потенциально повысить грузоподъемность.
Тем не менее, экзоскелет MechLab – это система, позволяющая лишь оптимизировать грузоподъемность. Экзоскелет имеет несколько исполнительных регулирующих механизмов с электроприводом, его энергопотребление чрезвычайно низкое по сравнению с более сложными решениями, предназначенными для переноски солдатских грузов. Система, получившая обозначение V-Shield, является частью программы по продвинутой системе индивидуальной защиты Advanced Individual Protection System (AIPS), начатой в 2011 году компанией MechLab при финансировании итальянского министерства обороны. Она предназначена для улучшения теплорегуляции, оптимизации эргономики и энергопотребления, снижает нагрузку на позвоночник и повышает уровень защиты.
Благодаря своей конфигурации экзоскелета пластины V-Shield имеют минимальный контакт с телом солдата и тем самым облегчают потоотделение и охлаждение тела либо естественным путем, либо за счет принудительной вентиляции. Также имеется система восполнения потери жидкости.
V-Shield пока находится в разработке, но с течением времени получила значительное развитие. В вариант MkII добавлены наплечные пластины и дополнительная защита для рук и ног и ручные настройки всей конструкции, тогда как в варианте Mk III изменена конструкция всех защитных пластин, а также внедрена система разгрузки позвоночника. В варианте Mk IV комплект V-Shield был дополнен ремнями для работы с вертолетами и облегченного извлечения из бронированных машин; боковые пластины были отделены от передней пластины, тогда как была добавлена механическая система регулировки конструкции.
В варианте Mk IV Plus был внедрен сферический шарнир, новый анатомический задник и более компактные пластины. MechLab в настоящее время работает над вариантом Mark V, в котором будут доработаны защитные пластины с целью соответствия требованиям армии и установлен биометрический сенсор. В скором времени начнется квалификация баллистического комплекта и системы ремней в связи с поставкой к концу 2014 года министерству обороны V-Shield Mk VI с его оптимизированным вариантом нового бронежилета.
Компания Rheinmetall использовала технологию DSM Dyneema Force Multiplier Technology и улучшила свои баллистические пластины Verha, снизив их массу и повысив защитные характеристик
По данным компании MechLab сравнение V-Shield с нынешним бронежилетом итальянской армии показывает, что конфигурация V-Shield с меньшей массой на 34% обеспечивает большую на 29% площадь защищенных поверхностей от пули 7,62×39 мм. Что касается более тяжелой конфигурации, то здесь V-Shield обеспечивает при увеличении массы всего на 6% на 79% больше защиты от пули автомата AK-47. В компании MechLab подчеркивают, что ключевым элементом, который следует принять во внимание, является сниженная примерно на 30% рабочая нагрузка на солдата. Всё это благодаря сниженной нагрузке на спину, улучшенной теплорегуляции и повышенной мобильности, что снижает влияние массы аж на 35%.
Эргономика и огонь
Многие другие производители работают над баллистическими характеристиками и эргономикой одновременно. Компания NFM в своей разгрузочной системе Thor реализовала концепцию полной модульности. Действительно, система способна работать как разгрузочный житель, нагрудная оснастка или нательный жилет. С целью улучшения эргономики поясной ремень обеспечивает распределение массы вокруг талии и бедер, а Х-образные нательные ремни обеспечивают оптимальное распределение нагрузки по плечам.
Вентиляционные каналы способствуют охлаждению тела при интенсивной нагрузке. Что касается защиты (компания NFM хорошо известна своими пластинами), здесь система Thor гарантирует оптимальное распределение пластин, что обеспечивает идентичную защиту спереди и сзади наряду с оптимальной балансировкой.
На выставке Milipol 2013 немецкая компания Rheinmetall представила улучшенные противопульные пластины Verha (акроним означает Versatile Rheinmetall Armour – универсальная защита от Rheinmetall), а компания Tencate показала вставки Multi-light. В обеих пластинах использована новая технология Force Multiplier Technology от DSM Dyneema, базирующаяся на платформе Radical Innovation – новейшей программе разработки этой компании. Технология Dyneema Force Multiplier Technology сочетает достижения в полимерных материалах и считается волоконной технологией следующего поколения, внедрение которой в производство позволяет поднять уровень баллистической защиты до 25% при снижении массы до 20%.
В пластинах Multi-light от Tencate применена новая технология Force Multiplier Technology, показанная в 2013 году компанией DSM Dyneema
Beretta Defense Technologies разработала полную линейку одежды для военных; большая ее часть огнестойкая и базируется на технологии Gore Pyrad
Защита никоим образом не ограничивается только лишь баллистикой. Огнестойкость стала основной проблемой в связи с участившимися случаями ожогов, вызванных подрывами на направленных фугасах в Ираке после второй войны в Заливе. Конечно огнестойкие (негорючие) ткани уже были доступны, но в основном были предназначены для нишевых рынков, например пожарных и других операторов, для которых борьба с огнем является ежедневной работой.
Пилоты самолетов и экипажи бронированных машин также использовали униформу, чаще всего изготовленную из Dupont Nomex. Эта ткань на редкость устойчива к огню, однако она не была оптимизирована для использования в качестве боевой униформы пехотинцев. Несмотря на то, что боец не будет бросать вызов открытому пламени, он может пострадать от огненной вспышки ближнего взрыва. Фактическая продолжительность воздействия, таким образом, очень ограничена.
Первой крупной компанией, отреагировавшей на эти требования, стала Tencate. В 2006 году компания показала свою огнестойкую, легкую и воздухопроницаемую ткань Defender M, которая самозатухает при воздействии огня. Основу новой ткани составляет вискозное волокно Lenzing – натуральный первичный материал, который в своем составе имеет вещество в поперечном сечении волокна, препятствующее горению. В самых последних вариантах своей ткани Defender M компания Tencate заявляет о волокне с 64% Lenzing, 24% параарамидного волокна, 10% полиамида и 2% антистатика. В этом сочетании соотношение параамида и полиамида был оптимизировано с целью повышения износостойкости.
Из рекламного проспекта огнезащитного состава Gore Pyrad. После пропитки материал становится водонепроницаемым, ветронепроницаемым и воздухопроницаемым. При воздействии открытого пламени многослойный материал самозатухает
Если говорить о других предметах верхней экипировки и сравнивать со стандартной одеждой GoreTex, то ткань, пропитанная Pyrad на 5-7% тяжелее, и имеет несколько меньшую воздухопроницаемость. Впрочем, по данным компании Gore, последняя характеристика остается выше, чем та, что достигнута в других огнестойких решениях. Предметы одежды Pyrad в настоящее время используется французскими спецподразделениями, хотя главным заказчиком, скорее всего, является Италия. Эта страна приняла решения от компании Gore для боевой униформы программы Soldato Futuro, объединенных сухопутных сил, а также некоторых подразделений специальных сил. По крайней мере, еще один неназванный заказчик принял решение Gore для своих специальных сил, а несколько стран в настоящее время тестируют новые продукты этой компании. Talos: подход командования сил специальных операций
В то время как некоторые системы уже используются после показа, организованного в ноябре 2013 года, в сентябре 2014 года должна начаться программа Talos (Tactical Assault Light Operator Suit – тактическая легкая штурмовая униформа оператора) под эгидой Командования сил специальных операций США. Эта программа базируется на девяти ключевых элементах. Требованиями определяется продвинутая защита, изготавливаемая из материалов, способных обеспечить нательную защиту следующего поколения NIJ-IV, включая голову. Также рассматриваются некоторые формы снижения давления взрывной волны. Решением, которое может быть принято с целью повышения характеристик противопульных пластин, является применение в ткани Кевлар затвердевающей жидкости Shera Thickening Fluid на основе наночастиц, что могло бы значительно уменьшить количество слоев (следовательно, массу), необходимых для обеспечения эквивалентного уровня защиты. Эта технология пока находится в разработке с 2000-х годов, но, в конечном счете, позволит отказаться от керамики, которая в настоящее время составляет значительную часть массы баллистических комплектов. Поскольку защита не должна стеснять мобильность и подвижность, в системе Talos должны быть экзоскелеты с силовыми приводами для восстановления мобильности при надевании оператором полноразмерного жилета. Интеграция носимых на теле и удаленных сенсоров, слияние и вывод данных улучшат понимание тактической обстановки. Комплект управления, связи и сбора информации станет здесь основой, позволяя оператору полностью быть завязанным в сеть. Снижение массы остается первейшей необходимостью, то есть, необходимы носимые антенны, компьютеры и современные радиостанции. С целью избежания слишком больших объемов информации также необходим соответствующий человеко-машинный интерфейс. Изучаются невизуальные средства показа информации, включая использование когнитивных подходов и окружающей среды для представления персональной информации. Благоразумие остается обязательным при создании новой солдатской униформы. Таким образом, обязательно будут включены системы, улучшающие организацию света и шума, а также важная составная часть – терморегулирование. Улучшенные медицинские средства могут включать встроенный мониторинг, кислородные системы, системы остановки кровотечения и т.д. Все это потребует большого количества энергии, и поэтому рассматриваются новые формы выработки и распределения электроэнергии.
Современные военные разработки играют ключевую роль в обеспечении безопасности страны. Они помогают адаптироваться к новым угрозам и технологиям, что очень важно в нашем быстро меняющемся мире. Мы должны поддерживать и развивать эти исследования, чтобы оставаться на шаг впереди потенциальных проблем. Инновации в оборонной сфере укрепляют нашу защиту и могут даже помочь в миротворческих усилиях.