Najpomembnejša naloga, ki jo rešuje obetavno osebno orožje, ki se razvija v okviru ameriškega programa NGSW, bi morala biti zagotovitev zagotovljenega prodora sodobnih in naprednih oklepov, razvitih v vodilnih svetovnih orožarskih laboratorijih. Preden se vrnemo k problemu razvoja "meča", obetavnega osebnega orožja, ki je sposobno učinkovito nasprotovati ameriškemu orožju, razvitemu v okviru programa NGSW, bi bilo priporočljivo, da se seznanimo s "ščitnimi" tehnologijami za ustvarjanje obetavnih osebnih oklepov (NIB)).
Obstaja mnenje, da je problem prodora NIB privlečen, saj če bo krogla zadela sovražnika, bo bodisi tako poškodovan, da ne bo mogel več aktivno sodelovati v sovražnostih, ali pa bo zadetek moral biti v delu telesa, ki ni zaščiten z oklepnimi elementi. Sodeč po programu NGSW se ameriškim oboroženim silam ta problem ne zdi pretiran. Težava je v tem, da je stopnja izboljšanja obetavnega NIB trenutno precej pred stopnjo izboljšanja osebnega orožja. In ameriške oborožene sile poskušajo le narediti preboj v smeri radikalnega izboljšanja lastnosti osebnega orožja, vprašanje je, ali jim bo uspelo?
Obstajata dva glavna načina za povečanje prodora oklepa streliva - povečanje njegove kinetične energije ter optimizacija oblike in materiala streliva / jedra streliva (seveda ne govorimo o eksplozivnem, kumulativnem ali zastrupljenem strelivu). In tu dejansko zaidemo v določeno mejo. Krogla ali jedro zanj je narejeno iz keramičnih zlitin visoke trdote in dovolj visoke gostote (za povečanje mase), lahko jih naredimo trše in močnejše, komaj gostejše. Povečanje mase krogle s povečanjem njenih dimenzij je prav tako praktično nemogoče pri sprejemljivih dimenzijah ročnega osebnega orožja. Hitrost krogle se še vedno povečuje, na primer do hipersonične, vendar se v tem primeru razvijalci soočajo z ogromnimi težavami, kot so pomanjkanje potrebnih pogonskih goriv, izjemno hitra obraba cevi in velik odziv, ki deluje na strelec. Medtem izboljšanje NIB poteka veliko bolj intenzivno.
Materiali (uredi)
Osebni pancir je že od svojega nastanka prešel dolgo pot od jeklenih nosilcev in plošč do sodobnih oklepov iz aramidne tkanine z vložki iz polietilena visoke gostote (UHMWPE) in borovega karbida.
NIB se izboljšuje na področju iskanja novih materialov, ustvarja kompozitne in kovinsko-keramične oklepne elemente, optimizira obliko in strukturo elementov NIB, tudi na mikro in nano merilu, kar bo učinkovito razpršilo energijo krogel in drobcev. Razvijajo se tudi bolj eksotične rešitve, na primer "tekoči oklep" na osnovi ne-newtonskih tekočin.
Najbolj očiten način je izboljšati tradicionalne oblike oklepov tako, da jih okrepimo z vložki iz obetavnih kompozitnih in keramičnih materialov. Trenutno je večina NIB opremljenih z vložki iz toplotno ojačanega jekla, titanovega ali silicijevega karbida, vendar jih postopoma nadomeščajo z oklepnimi elementi iz borovega karbida, ki imajo manjšo težo in bistveno večjo odpornost.
Struktura
Druga smer za izboljšanje NIB je iskanje optimalne strukture namestitve oklepnih elementov, ki bi po eni strani morala pokrivati največjo površino trupa borca, po drugi strani pa ne bi smela omejevati njegove premikanje. Kot primer, čeprav ne povsem uspešen, a zanimiv razvoj, lahko navedemo oklep za telo Dragon Skin, ki ga je oblikovalo in izdelalo ameriško podjetje Pinnacle Armor. Oklep "Dragon Skin" ima luskasto postavitev oklepnih elementov.
Lepljeni diski iz silicijevega karbida s premerom 50 mm in debelino 6, 4 mm zagotavljajo udobje nošenja tega NIB zaradi določene prožnosti zasnove in hkrati dovolj velike površine zaščitene površine. Ta zasnova zagotavlja tudi odpornost na ponavljajoče se zadetke nabojev iz strelnega orožja na bližnji razdalji - "Dragon Skin" lahko prenese do 40 zadetkov iz avtomatske puške Heckler & Koch MP5, puške M16 ali jurišne puške Kalashnikov (vprašanje je le, koliko katere in katere kartuše?).
Pomanjkljivost "luskaste" postavitve oklepnih elementov oklepa je skoraj popolna pomanjkljiva zaščita vojaka pred poškodbami onkraj pregrade, kar vodi do hudih poškodb ali smrti vojakov tudi brez prodiranja v NIB, zaradi česar se oklepniki te vrste niso opravili preizkusov ameriške vojske. Kljub temu jih uporabljajo nekatere posebne sile in posebne službe Združenih držav.
Podobna "luskasta" shema je bila izvedena v sovjetskem oklepu ZhZL-74, namenjenem ekstremni zaščiti pred hladnim orožjem, v katerem so bili oklepni elementi-diski s premerom 50 mm in debelino 2 mm iz aluminijeve zlitine ABT-101. rabljeno.
Kljub pomanjkljivostim NIB "Dragon Skin" se luskasta razporeditev oklepnih elementov lahko uporablja v kombinaciji z drugimi vrstami zaščite oklepa in blažilnimi elementi, da se zmanjša vpliv nabojev in drobcev zunaj pregrade.
Znanstveniki z ameriške univerze za riž so razvili nenavadno strukturo, ki omogoča, da predmet učinkoviteje absorbira kinetično energijo kot monolitni predmet iz iste surovine. Osnova za znanstveno delo je bila preučevanje lastnosti ogljikovih nanocevk, ki imajo zaradi posebne razporeditve filamentov izjemno visoko gostoto, z votlinami na atomski ravni, kar jim omogoča, da absorbirajo energijo z visokim izkoristkom, ko trčenje z drugimi predmeti. Ker takšne strukture v nanorazsežnosti v industrijskem obsegu še ni mogoče v celoti reproducirati, je bilo sklenjeno, da se ta struktura ponovi v makro velikostih. Raziskovalci so uporabili polimerne filamente, ki jih je mogoče natisniti na 3D tiskalniku, vendar so razporejeni v istem sistemu kot nanocevke in končali s kockami z visoko trdnostjo in stisljivostjo.
Da bi preizkusili učinkovitost strukture, so znanstveniki ustvarili drugi predmet iz istega materiala, vendar monolitnega, v vsakega pa so izstrelili kroglo. V prvem primeru se je krogla ustavila že na drugi plasti, v drugem pa je šla precej globlje in povzročila poškodbe celotne kocke - ostala je nedotaknjena, vendar prekrita z razpokami. Plastična kocka s posebno strukturo je bila prav tako pritisnjena, da bi preizkusila njeno trdnost pod pritiskom. Med poskusom se je predmet skrčil vsaj dvakrat, vendar njegova integriteta ni bila kršena.
Kovina iz pene
Ko govorimo o materialih, katerih lastnosti v veliki meri določa struktura, ne moremo omeniti razvoja na področju pene kovine - kovine ali kompozitne kovinske pene. Kovino iz pene lahko izdelamo na osnovi aluminija, jekla, titana, drugih kovin ali njihovih zlitin.
Strokovnjaki z Univerze v Severni Karolini (ZDA) so razvili kovino iz jeklene pene z jekleno matrico, ki jo obdaja med zgornjo keramično plastjo in tanko spodnjo plastjo aluminija. Kovina iz pene, debela manj kot 2,5 cm, ustavi oklepne krogle 7,62 mm, nakar na zadnji strani ostane luknja, manjša od 8 mm.
Med drugim penasta plošča učinkovito zmanjšuje učinke rentgenskega, gama in nevtronskega sevanja ter ščiti pred ognjem in toploto dvakrat bolje kot običajna kovina.
Drugi material votle strukture je ultralahka oblika pene, ki so jo skupaj z Boeingom ustvarili laboratoriji HRL. Novi material je stokrat lažji od polistirena - je 99,99% zraka, vendar ima izjemno visoko togost. Po mnenju razvijalcev, če je jajce prekrito s tem materialom in pade z višine 25 nadstropij, se ne bo zlomilo. Nastala pena je tako lahka, da lahko leži na regratu.
Prototip uporablja med seboj povezane votle nikljeve cevi, katerih razporeditev je podobna zgradbi človeških kosti, kar omogoča, da material absorbira veliko energije. Vsaka cev ima debelino stene približno 100 nanometrov. Namesto niklja se lahko v prihodnosti uporabljajo druge kovine in zlitine.
Ta material ali njegov analog, pa tudi zgoraj omenjeni strukturirani polimerni material, se lahko šteje za uporabo v obetavnih NIB kot elementi lahke in trpežne podpore za blaženje udarcev, ki je zasnovana tako, da kar najbolj zmanjša škodo na telesu zaradi nabojev čez oviro.
Nanotehnologija
Eden najbolj obetavnih materialov, ki naj bi se široko uporabljal v različnih panogah 21. stoletja, je grafen, dvodimenzionalna alotropna modifikacija ogljika, ki jo tvori plast ogljikovih atomov debeline enega atoma. Španski strokovnjaki razvijajo oklep na osnovi grafena. Razvoj grafenskega oklepa se je začel v začetku leta 2000. Rezultati raziskav so obetavni, septembra 2018 so se razvijalci preselili k praktičnim preizkusom. Projekt financira Evropska obrambna agencija in trenutno traja, sodelujejo pa strokovnjaki iz britanskega podjetja Cambridge Nanomaterials Technology.
Podobno delo poteka v ZDA, zlasti na univerzi Rice in univerzi v New Yorku, kjer so izvajali poskuse bombardiranja grafenskih plošč s trdnimi predmeti. Grafenski oklep naj bi bil bistveno močnejši od kevlarja in bo za najboljše rezultate kombiniran s keramičnim oklepom. Največji izziv je proizvodnja grafena v industrijskih količinah. Glede na potencial tega materiala v različnih panogah ni dvoma, da bo rešitev najdena. Po notranjih informacijah, ki so se decembra 2019 pojavile na straneh specializiranih medijev, Huawei namerava pametni telefon P40 z grafenovo baterijo (z grafenskimi elektrodami) predstaviti na trgu v začetku leta 2020, kar lahko kaže na pomemben napredek v industrijski proizvodnji grafena.
Konec leta 2007 so izraelski znanstveniki ustvarili material za samozdravljenje na osnovi nanodelcev volframovega disulfida (soli volframove kovine in vodikove sulfidne kisline). Nanodelci volframovega disulfida so slojevite fulerenu ali nanotubularne tvorbe. Nanotubuleni imajo rekordne mehanske lastnosti, ki so v bistvu nedosegljive za druge materiale, neverjetno prožnost in trdnost, ki je na robu trdnosti kovalentnih kemičnih vezi.
Možno je, da bodo v prihodnosti neprebojni jopiči, napolnjeni s tem materialom, po lastnostih presegli vse ostale obstoječe in obetavne modele NIB. Trenutno je razvoj NIB na osnovi volframovih disulfidnih nanocevk v fazi laboratorijskih raziskav zaradi visokih stroškov sinteze vhodnega materiala. Kljub temu določeno mednarodno podjetje že proizvaja panoge volframovih in molibdenovih disulfidov v količini več kilogramov na leto po patentirani tehnologiji.
Veliko britansko obrambno podjetje, Bae Systems, razvija pancir z gelom. V panciru, napolnjenem z gelom, naj bi impregniral aramidna vlakna z ne-newtonsko tekočino, ki ima lastnost, da se ob trku takoj strdi. Menijo, da je "tekoči oklep" eno najbolj obetavnih področij za razvoj obetavnih NIB. Takšno delo se v Rusiji izvaja v zvezi z obetavnim kompletom opreme za vojake "Ratnik-3".
Tako je mogoče sklepati, da se obetavne NIB načrtujejo z uporabo najnovejših tehnologij v ospredju tehnološkega napredka. Če govorimo o osebnem orožju, potem tukaj ne opazimo takega tehnološkega nereda. Kaj je razlog za to, pomanjkanje potreb ali konzervativnost orožarske industrije?
Številni projekti obetavnih NIB bodo zagotovo zastali, nekateri pa bodo zagotovo "streljali" in morda celo zastarelo vse osebno orožje 20. stoletja, tako kot so loki, samostreli in osebno orožje z gobci v svojem času zastareli.. Poleg tega oklep ni edini pomemben kos opreme za borca, ki lahko korenito poveča njegovo preživetje v bitki.
