반응 폭발 기술 : 반응성 하부 시스템이 IED를 막습니다.
15-kg IED (왼쪽)에서 폭발 후 Land Rover Discovery 자동차에 부착 된 연강으로 만든 6-mm 바닥 판의 변형. 당신은 운전자와 앞쪽의 승용차 바로 뒤에 설치된 카운터 요금 "굴뚝"에서 가스 방출을 볼 수 있습니다
최근 아프가니스탄과 이라크의 비대칭 적 갈등은 매장 된 즉석 폭발 장치 (IED)가 연합군을 공격하기에 선호되는 수단이며 수적으로 월등하고 기술적으로 우월하다는 것을 보여 주었다.
경량 및 중장 갑 차량을 공격하기 위해 IED를 사용함으로써 차량 보호 시스템 설계자와 공격자 (이를 반란군이라고합시다) 간의 상호 전투가 발생했습니다. 전자는 차량을 더 잘 보호하고 있으며 종종 무거운 솔루션을 사용하는 반면 후자는 더 큰 요금을 사용합니다. 이것은 단순한 결론을 제시합니다. 차량의 장갑과 디자인이 폭발하는 돌격이 생성하는 결과적인 힘을 견딜 수 있다고하더라도 내부에 앉아있는 사람들은 이러한 힘의 영향을 견딜 수 없을 것입니다. 이에 대응하여 영국 회사 인 ABBS (Advanced Blast & Ballistic Systems)는 차량에 심각한 손상이 발생하더라도 최소한 승객이 이러한 공격에서 살아남을 수 있도록 IED 및 광산에 대한 능동적 보호 개념을 개발하고 있습니다.
이 기술을 뒷받침하는 개념은 ABBS의 감독 인 Roger Sloman이 올해 4 월 2008에서 폭파 테스트 중 기계의 고속 비디오를 본 후 처음 확인되었습니다. 비디오를 볼 때 초기 충격파가 약 1 - 2 밀리 초 단위로 기계를 통과하는 것을 볼 수 있습니다. 기체 제품과 토양 방출이 기계 측면에서 명확하게 보일 때까지는 기계가 크게 움직이지 않습니다. 이것은 폭발의 폭발 후 X 밀리 초 (milliseconds) 만 발생합니다. 그의 결론은 초기 충격파가 기계의 전체적인 움직임에 거의 영향을 미치지 않았고 실제로 폭발물의 분해 생성물로부터의 준 정적 압력과 토양 배출로 인해 자동차가 위쪽으로 움직이는 것이었다.
8 밀리 초의 이동 지연은 차량의 상승 가속을 줄이거 나 방해 할 수있는 액티브 시스템을 사용할 가능성을 열었습니다. 초기 실험은 민간 기업인 Sloman & Associates Ltd에 의해 수행되었으며 그 결과 아이디어가 실현 가능하다는 것을 확인했습니다. 이러한 시스템은 가능하지만 다양한 힘의 폭발에 대처하고 노출 기간과 총 충격에 따라 구분해야합니다. 이러한 모든 옵션에 대응하기 위해 개발 된 시스템은 대응 영향과 그 기간을 조정해야합니다.
가속의 능동 감쇠 시스템의 적용은 이전에 비현실적이었으며, 폭풍의 영향과 행동 시간은 너무 극단적이고 너무 빠르다고 평가되었다. 이것이 초기 충격파와 그에 상응하는 반사 압력이 기계의 가속을위한 주요 동인이라는 가정과 관련이 있는지는 알 수 없습니다.
이전 테스트 결과에 대한 정보를 수집 한 후이 회사는 영국 국방부에이 R & D 초기 자금 요청을 요청했습니다. 국방부는이 개념을 연구하기로 합의했으며, 대부분의 작업은 국방 과학 기술 연구소 (DSTL)가 예약 및 보호를위한 과학 기술 센터를 통해 부분적으로 자금을 지원했다. 자금을 할당 한 후 VGAM (Vehicle Global Acceleration Mitigation - 차량의 전반적인 가속화) 및 VAFS (차량 기갑 바닥 안정화 - 차량의 기갑 바닥 안정화)와 같은 능동적 인 보호 시스템의 두 가지 원칙에 따라 그 개념을 개선했습니다.
패시브 테스트 레코딩이있는 고속 디지털 카메라의 두 프레임. 좌측 약 2 밀리 초, 충전 폭발 직후 633 밀리 초, 우측 그림에서 3,5 미터에 도달 한 최대 던지기를 볼 수 있습니다.
수동 테스트 녹음으로 고속 촬영의 두 프레임. 왼쪽에서 약 4 밀리 초, 충전 폭발 후 오른쪽 437 밀리 초에서 최대 기계 던지기는 1,04 미터입니다
발전
각각의 개념은 특정 유형의 전원을 사용합니다. 그것은 대포 또는 로켓 엔진과 동등한 장치 일 수있다. 첫 번째 경우, 파이프에서 질량이 고속으로 배출되고,이 장치가 설치된 기계에서 사격 중 발생하는 반동력이 발생합니다. 이러한 장치는 수 밀리 초 동안 작동하고 수십 밀리 초 동안 지속되는 힘 값을 생성 할 수 있습니다. 생성 된 힘의 정확한 수치는 전하 (질량 및 유형) 및 방출 된 질량에 따라 달라집니다.
힘 / 시간 곡선이 짧지 만, 그럼에도 불구하고 다양한 장치들이 기간을 증가 시키거나 응답을 적응 시키는데 사용될 수있다. 그러나 충동을 발생시키는 가장 질량 효율적인 방법은 특수 로켓 엔진입니다. 점화 특성, 추력 수준 및 엔진 작동 시간은 빠른 점화를 제공하고 적절한 추력 / 시간 곡선을 얻기 위해 특별히 조정되었습니다. 각 엔진의 추력 시간은 최대 250 밀리 초입니다. 로켓 엔진 기반 시스템은 20에서 500 밀리 초까지 지속되는 이벤트에 적합하며 대량 방출 / 롤백 원리와 같이 여러 가지 장치를 사용하여 서로 다른 폭발 수준과 시간 범위를 포괄 할 수 있습니다. 이 두 가지 유형의 노출원을 함께 사용하면이 기사 뒷부분에서 설명하는 이유로 사용할 수 있습니다.
VGAM 개념의 적용은 전체 기계의 가속을 완전히 제거합니다. VGAM 시스템은 장비의 상부 표면에 설치된 (또는 방출 가스) 여러 "전략적으로"배치 된 엔진을 사용합니다. 모터는 고성능 신호 처리 시스템에 연결된 압력 및 운동 센서 세트의 데이터에 따라 활성화됩니다. 시작된 VCA의 위치와 크기는 작동 할 엔진과 충동의 가치에 따라 달라집니다. 점화 시퀀스는 프로세서 유닛에 의해 설정되고 처리되는 센서에 의해 생성 된 신호의 강도 및 타이밍에 의해 제어된다.
VGAM 개념은 현재 사용중인 광범위한 군용 차량에 적용 할 수있는 비교적 간단한 구성 솔루션을 가지고 있다고합니다. 시스템 요구 사항은 기계 자체가 폭발 자체와 반 가속력을 견딜 수있을 정도로 구조적으로 강력해야한다는 것입니다. 이 시스템은 SUV에서 주요 전투 차량에 이르기까지 다양한 유형의 차량에 사용할 수 있지만 탱크일반적으로 SUV 및 VIP 차량은 가벼운 장갑을 착용하고 작은 폭발 장치에만 견딜 수 있으므로 더 큰 IED의 폭발을 견딜 수 있도록 추가 수정이 필요합니다.
대형 광산을 견딜 수있는 2-3 SUV의 SUV 기계는 바닥 판을 추가하고 침투를 방지하고 결합 된 VAFS / VGAM 시스템의 역 펄스에도 견딜 수 있도록 충분히 견고한 바닥 설계가 필요합니다. 이 혁신적인 시스템은 바닥 변형을 방지하고 승객을 심각하게 손상 시키거나 죽일 수있는 총 가속도를 줄입니다.
VAFS 개념의 기본은 주로 기계 바닥의 상향 이동을 줄이는 것이지만 전체 기계의 전반적인 가속에도 상당한 영향을 미칩니다. 이 개념은 소위 "기둥"을 사용합니다 : 경 차량 (예 : SUV 차량) 및 대형 차량 (예 : 장갑차 운반 인), 여러 "기둥". 이들은 바닥 판에 직접 연결되거나 하중 분배 구조를 통해이 판에 연결된 바닥에 설치됩니다.
기둥은 엔진을 포함하거나 기계 상단의 지지대 역할을합니다. 기계의 세로 축을 따라 정렬되고 기내 공간을 통과하여 가스를 자동차의 지붕으로 전환시킵니다. 바닥과 바닥은 단단히 연결되어있을뿐만 아니라 그 사이의 공간은 포말 금속 또는 셀룰러 알루미늄과 같은 붕괴 식 에너지 흡수 구조로 채워져 있습니다. 이 개념은 프로세서 유닛에 데이터를 제공하는 일련의 센서를 사용합니다. IED를 손상시키고 센서에서 데이터를 처리 한 후 해당 유형의 엔진이 점화되고 기계에 미치는 영향은 설치 방법에 따라 다릅니다. 첫 번째 경우, 바닥 판의 운동 방지는 주로 엔진에 의해 이루어지며, 두 번째 경우에는 바닥이 에너지 흡수 구조 방향으로 승객과 떨어져 내려 가면서 바닥이 구부러지고 자동차의 내부 바닥과 접촉하지 않는 상태에서 위쪽으로 위쪽으로 움직입니다.
후자의 경우는 선호되는 옵션입니다. 왜냐하면 바닥이 아래로 움직이면 바닥에 닿거나 어떤 식 으로든 연결되어있는 경우 승객의 발로 위쪽으로 향하는 힘의 직접적인 충격을 제거하기 때문입니다. 이 구성은 배낭과 같은 바닥에 닿아있는 느슨한 물체의 치명적인 속도에서의 상향 이동을 방지합니다. оружия, 탄약 등
V 자형 선체가있는 기계는 VAFS 기술이 어느 정도 수평을 이룰 수있는 몇 가지 단점이 있습니다. 일반적으로 이러한 기계의 하단 플레이트는 매우 예각에 위치하며, 이로 인해 내부 공간이 제한되고 기계 높이와 무게 중심이 증가합니다. 모든 차량의 내부 공간을 줄이면 특히 자동차 운반 인력에 악영향을 미칩니다. 둘째, 차량 높이를 높이면 더 큰 목표 인 실루엣이 증가합니다. 마지막으로, 무게 중심을 들어 올리면 날카로운 선회 또는 거친 지형에서 움직일 때 기계를 돌릴 가능성이 높아집니다. VAFS 기술을 사용하면 장비의 바닥 판의 각도를 증가시켜 두 번 기울어 진 프로파일을 제공 할 수 있습니다. 수정 된 리프 프로파일은 기계의 높이와 무게 중심을 줄여 실루엣과 그 뒤집기 가능성을 줄입니다. 또한 자동차의 바닥을 낮추고 동일하거나 더 큰 내부 용적 및 높이를 얻을 수 있습니다.
VAFS 기술은 바닥 판에 대한 적극적인지지 구조의 기본 장점을 보여줍니다.
Sloman은 사용 된 로켓 연료의 민감도와 의도하지 않은 시스템 작동에 관한 시스템 보안 문제를 다루었습니다. 로켓 연료는 엔진 및 질량 배출 시스템의 특성을 고려하여 현재 영국에서 민감하지 않은 군수품과 호환됩니다. 대량 방출 시스템은 기존 상업용을 사용하지만 민감하지 않은 탄약 에너지 소스와 완벽하게 호환됩니다.
엔진의 활성 부품에 대한 탄도 효과를 줄이고 고온 가스와 고압 가스의 침투를 제거하고 고온의 로켓 연료의 가스 분해 생성물을 제거하기 위해 거주 가능 공간을위한 두 가지 전략이 선택되었습니다. 첫 번째는 배출되는 모든 가스를 수용하기 위해 시스템의 에너지 구성 요소가 바닥과 바닥 판 사이에 배치된다는 것입니다. 두 번째로,보다 내구력이 강한 재료가 제트 엔진 하우징에 적용되어 탄도 효과를 견딜 수 있습니다.
회사 ABBS는 시스템이 자발적으로 작동하는 경우 결과가 시작 엔진의 수에 달려 있다고 말합니다. 단일 엔진이 점화되면 기계의 해당 영역을 강제로 낮추고 정지 및 중량으로 인해 기계의 내부 구성 요소에 미치는 영향은 최소화됩니다. 모든 엔진이 동시에 작동하면 VCA에서 폭발 사고가 발생했을 때 차량이 움직이지 않도록하는 힘과 동등한 힘으로 장비를 내릴 수 있습니다. 생성 된 힘은 IED를 손상시키는 힘과 유사하지만, 반대 방향으로 향하게되며, 기계의 정지로 인해 상대적으로 오랜 기간 동안 "적합"할 수 있습니다. 두 번째 경우 승객이 방폭 석에 앉아 있으면 서스펜션이 최대로 압축되거나 스트로크가 초과되어 바닥이 강제로 바닥으로 가라 앉을지라도 부상 위험은 매우 적습니다.
3 월 테스트 (2013 년) 동안 세 가지 테스트가 수행되었습니다. 두 가지 테스트가 기계 모델에서 수행되었습니다. 하나는 활성 모드에서 작동하는 엔진이고 다른 하나는 수동 상태에있는 엔진에서 발화하지 않은 상태입니다.
세 번째로 신속하게 준비된 테스트에서 개조 된 Land Rover Discovery에는 기본 15-mm 저탄소 강 바닥 플레이트와 VAFS / VGAM 엔진이 장착되었습니다. 모든 시험은 NATO 표준 STANAG 4569와 유사한 조건 하에서 수행되었지만, 시험 과정을 가속화하기 위해 보통 불포화 모래에 묻혀있는 플라스틱 헥사 겐으로 만든 6-kg 팬케이크를 사용하여 수행되었습니다 (100 mm의 깊이까지).
경 자동차 및 저공해 SUV 용으로 설계된 VAFS / VGAM 엔진 결합
처음 두 테스트에서는 하나의 대형 VAFS 엔진과 6 개의 VGAM 엔진이 사용되었습니다. VAFS 엔진이 중앙에 설치되었고 VGAM 엔진이 주변에 배치되었습니다. 이 엔진은 4-mm 상단 시트와 일련의 하단 플레이트 (15 mm, 10 mm 및 25 mm)로 구성된 강철 프레임에 보관되었으며 프레임의 측면은 두 개의 강철 I 형 빔으로 만들어졌습니다. 다공성의 에너지 흡수재를 상부 시트와 하부 시트 사이에 위치시켰다. 전체 테스트 스탠드는 오크 통나무에 설치되었고 스탠드 중앙 아래에 놓여있는 모래로 구덩이 위의 300 mm 높이에 매달려있었습니다. 차로 시험 할 때, 똑같은 요금이 똑같은 방식으로 구덩이에 놓여졌고, 바닥 판의 높이는 또한 300 mm이었다. 이번에 요금은 운전석과 조수석 바로 뒤에있는 중심선에 설치되었습니다.
패시브 테스트 동안의 폭발 동안, 스탠드는 3,5 미터의 높이까지 올라 갔고, 폭발 직후 28 밀리 세컨드 후에 0,5 m / s의 최대 속도에 도달했습니다. 두꺼운 바닥 시트의 일정한 변형은 다공성 구조가 10-20 mm에서 압축되었지만 약간의 탄성 변형의 존재를 증명한다.
능동적 인 시험에서, 스탠드는 폭발로 1,04 m의 높이까지 올라 갔고, 7,7 밀리 초 단위로 구조의 중심 부근에서 4,5 m / s의 초기 피크 속도에 도달했습니다. 바닥 판은 시험대의 상단에서 시프트되었고, 다공성 구조의 최소 압축은 180 mm를 초과하지 않았지만 5 mm만큼 중심부에서 변형되었다.
능동적 인 테스트는 성공으로 간주되었으며, 그는 초기 가속도가 상당히 감소 될 수 있고 전반적인 충동이 대체로 중립화됨을 보여주었습니다. 사실, 테스트는 계획대로 진행되지 않았습니다. 그것은 원래 "힘 / 시간"곡선을 얻기 위해 슬로우 모션 순서로 여섯 개의 작은 엔진을 시작하기로 계획되었지만 동시에 모든 엔진을 시작하기로 결정했습니다. 테스트 후, 초기 점화 시퀀스가 적용되면 일반 가속도와 1,04 m에서 발생하는 결과가 완전히 제거 될 수 있다고 제안되었습니다.
Land Rover Discovery 자동차를 사용한 세 번째 테스트에서 자동차의 앞부분은 2 미터의 최고 높이까지 던져졌고 뒤쪽 부분은 1 미터까지 던졌습니다. 하부 시트는 앞쪽 발 오목 부의 영역에서 거의 150 mm만큼 위로 밀려서 변형되고 후방 발 리세 스의 영역에서 변형되지 않는다. 실제로 차체는 폭파의 직접적인 영향으로 인해 손상되지 않았습니다. 선체의 탄성 변형 때문에 왼쪽에 2 개의 창을 제외하고는 모든 안경이 제자리에 남아있었습니다.
엔진이 최종 버전의 시스템과 비교하여 절반의 지속 시간으로 절반의 펄스 크기를 생성했지만 테스트는 성공한 것으로 간주되었습니다. 예상대로, 최종 버전은 더 강력한 엔진 또는 작은 직경의 엔진 세트를 사용합니다.
테스트 결과를 사용하여 회사는 현재 구조의 질량을 더 명확히하고 결정하기 위해 특성에 대한 추가 데이터를 얻기 위해 다양한 설계 솔루션을 평가하고 추가 테스트를 수행합니다. 제품을 홍보하고 모든 특정 요구 사항을 명확히하기 위해이 회사는 현재 유럽과 미국의 주요 군사 장비 제조업체와 컨설팅을하고 있습니다. 이 회사는 또한 전세계의 산업 디자인 및 마케팅 기술에이 개념을 마무리 짓기 위해 투자자로부터 추가 자금을 확보하는 단계에 있습니다.
이 회사는 미국, 유럽 및 중동의 시장을 잠재적 인 판매 시장으로 간주하지만 인도 및 아시아의 다른 지역에도 관심을 보이고 있습니다. 이 회사는 군사 영역에만 기술 사용을 제한하지 않으며 상용 시장에 진입하려고합니다.
서안 군대와 북대서양 조약기구 (NATO) 군이 IED를 감소 된 우선 순위가 낮은 위협으로 간주 할지라도 IED와 광산의 사용은 사라지지 않을 것이라고 회사는 2014에서 아프가니스탄에서 병력을 철수시킨 후이 시스템이 시장에 수요가 있을지에 대한 질문을 받았다.
장기간에 걸쳐 IED 및 광산의 사용 및 활성 시스템이 제공하는 이점은 그러한 시스템의 필요성이 낮아지지 않는다는 것을 의미합니다. 이 위협의 "긴 수명"은 그러한 시스템에 대한 건설적인 표준을 명확히하고 합의해야한다는 것을 의미하며, 무엇보다도 NATO 표준 STANAG에 관련됩니다.
지적 재산을 보호하기 위해 2008 사는 폭발적인 파력에 대항하기 위해 반대 세력을 생성하고 적용하는 기본 개념을 특허했습니다. 이 회사의 주요 특허 외에도 VAFS 기술과 상세한 시스템 설계에 대해 5 ~ 10 건의 특허를 보유하고 있습니다. 필요한 경우 현재의 영국 특허의 범위를 글로벌 수준으로 확장 할 수 있습니다. 이 회사는 현재 더 많은 글로벌 기술 적용 범위에 대한 파트너를 찾고 있습니다.
현재 상황은 시스템의 모든 기본 개념이 테스트되었으며, 모든 특정 설계 옵션을 사용하여 합당한 요구 사항을 충족시킬 수있었습니다. 장갑차 제조업체 및 군용 부품의 경우 기본적인 기계 설계에 추가하거나 업그레이드로 추가하려는 보호 수준과 수준을 결정하기 만하면됩니다.
사용 된 재료 :
제인의 국제 방위 검토
www.advanced-blast.com
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