La tâche la plus importante résolue par les armes légères prometteuses développées dans le cadre du programme américain NGSW devrait être d'assurer la pénétration garantie des gilets pare-balles modernes et avancés développés dans les principaux laboratoires d'armes du monde. Avant de revenir au problème du développement d'une "épée", une arme légère prometteuse capable de contrer efficacement les armes américaines développées dans le cadre du programme NGSW, il conviendrait de se familiariser avec le "bouclier" - technologies permettant de créer des gilets pare-balles prometteurs (NIB).
Il existe une opinion selon laquelle le problème de la pénétration du NIB est tiré par les cheveux, car si une balle touche l'ennemi, il sera soit si blessé qu'il ne pourra pas continuer à s'engager activement dans les hostilités, soit le coup devra être dans la partie du corps qui n'est pas protégée par des éléments de blindage. À en juger par le programme NGSW, les forces armées américaines ne considèrent pas ce problème comme tiré par les cheveux. Le problème est que le taux d'amélioration des NIB prometteurs est actuellement nettement supérieur au taux d'amélioration des armes légères. Et les forces armées américaines essaient juste de faire une percée dans le sens d'une amélioration radicale des caractéristiques des armes légères, la question est de savoir s'ils réussiront ?
Il existe deux manières principales d'augmenter la pénétration du blindage d'une munition - en augmentant son énergie cinétique et en optimisant la forme et le matériau de la munition / noyau de munition (bien sûr, nous ne parlons pas de munitions explosives, cumulatives ou empoisonnées). Et ici, nous rencontrons en fait une certaine limite. Une balle ou un noyau car elle est constituée d'alliages céramiques de haute dureté et de densité suffisamment élevée (pour augmenter la masse), ils peuvent être rendus plus durs et plus résistants, à peine plus denses. Augmenter la masse d'une balle en augmentant ses dimensions est également pratiquement impossible dans les dimensions acceptables des armes légères à main. Il reste une augmentation de la vitesse de la balle, par exemple, à hypersonique, mais dans ce cas, les développeurs sont confrontés à d'énormes difficultés, sous la forme d'un manque de propergols nécessaires, d'une usure extrêmement rapide du canon et d'un recul élevé agissant sur le tireur. Pendant ce temps, l'amélioration de la NIB se fait de manière beaucoup plus intensive.
Matériaux (modifier)
Depuis sa création, les gilets pare-balles personnels ont parcouru un long chemin depuis les cuirasses et plaques en acier jusqu'aux gilets pare-balles modernes en tissu aramide avec des inserts en polyéthylène haute densité à poids moléculaire ultra-élevé (UHMWPE) et en carbure de bore.
Le NIB s'améliore dans les domaines de la recherche de nouveaux matériaux, de la création d'éléments de blindage composites et céramo-métalliques, de l'optimisation de la forme et de la structure des éléments du NIB, y compris à l'échelle micro et nanométrique, qui dissiperont efficacement l'énergie des balles et des fragments. Des solutions plus exotiques sont également en cours d'élaboration, telles que les « armures liquides » à base de fluides non newtoniens.
Le moyen le plus évident est d'améliorer les conceptions traditionnelles des gilets pare-balles en les renforçant avec des inserts en matériaux composites et céramiques prometteurs. À l'heure actuelle, la plupart des NIB sont équipés d'inserts en acier durci, en titane ou en carbure de silicium, mais ils les remplacent progressivement par des éléments d'armure en carbure de bore, qui ont un poids inférieur et une résistance nettement plus élevée.
Structure
Une autre direction pour améliorer le NIB est la recherche de la structure optimale du placement des éléments blindés, qui, d'une part, doivent couvrir la surface maximale du corps du combattant et, d'autre part, ne doivent pas contraindre son mouvement. A titre d'exemple, certes pas entièrement réussi, mais développement intéressant, on peut citer le gilet pare-balles Dragon Skin, développé et produit par la société américaine Pinnacle Armor. L'armure corporelle "Dragon Skin" a un arrangement écailleux d'éléments d'armure.
Les disques en carbure de silicium collé d'un diamètre de 50 mm et d'une épaisseur de 6, 4 mm offrent la commodité de porter cette NIB en raison d'une certaine flexibilité de la conception et en même temps d'une surface suffisamment grande de la surface protégée. En outre, cette conception offre une résistance aux tirs répétés de balles tirées par des armes légères à courte portée - "Dragon Skin" peut résister jusqu'à 40 coups d'une mitraillette Heckler & Koch MP5, d'un fusil M16 ou d'un fusil d'assaut Kalachnikov (la seule question est de savoir comment dont beaucoup et quelle cartouche ?).
L'inconvénient de la disposition "écailleuse" du gilet pare-balles est le manque presque total de protection du soldat contre les blessures au-delà de la barrière, ce qui entraîne des blessures graves ou la mort du personnel militaire même sans pénétrer dans la NIB, à la suite de quoi le corps une armure de ce type n'a pas passé les tests de l'armée américaine. Néanmoins, ils sont utilisés par certaines forces spéciales et services spéciaux des États-Unis.
Un schéma "écailleux" similaire a été mis en œuvre dans le gilet pare-balles soviétique ZhZL-74 conçu pour une protection extrême contre les armes froides, dans lequel des éléments de blindage-disques d'un diamètre de 50 mm et d'une épaisseur de 2 mm en alliage d'aluminium ABT-101 étaient utilisé.
Malgré les défauts de la NIB "Dragon Skin", la disposition écailleuse des éléments de blindage peut être utilisée en combinaison avec d'autres types de protection de blindage et d'éléments amortisseurs pour réduire l'impact des balles et des fragments au-delà de la barrière.
Des scientifiques de l'American Rice University ont développé une structure inhabituelle qui permet à l'objet d'absorber plus efficacement l'énergie cinétique qu'un objet monolithique à partir de la même matière première. La base du travail scientifique était l'étude des propriétés des plexus de nanotubes de carbone, qui ont une densité ultra-élevée en raison d'un arrangement spécial de filaments, avec des cavités au niveau atomique, ce qui leur permet d'absorber l'énergie avec une grande efficacité lors de la collision. avec d'autres objets. Puisqu'il n'est pas encore possible de reproduire entièrement une telle structure à l'échelle nanométrique à l'échelle industrielle, il a été décidé de répéter cette structure en macro tailles. Les chercheurs ont utilisé des filaments polymères pouvant être imprimés sur une imprimante 3D, mais disposés dans le même système que les nanotubes, et ont abouti à des cubes à haute résistance et compressibilité.
Pour tester l'efficacité de la structure, les scientifiques ont créé un deuxième objet du même matériau, mais monolithique, et ont lancé une balle dans chacun d'eux. Dans le premier cas, la balle s'est déjà arrêtée sur la deuxième couche et dans la seconde, elle est allée beaucoup plus loin et a endommagé l'ensemble du cube - elle est restée intacte, mais couverte de fissures. Un cube en plastique avec une structure spéciale a également été mis sous pression pour tester sa résistance sous pression. Au cours de l'expérience, l'objet a rétréci au moins deux fois, mais son intégrité n'a pas été violée.
Mousse de métal
Parlant de matériaux dont les propriétés sont largement déterminées par la structure, on ne peut manquer de mentionner les évolutions dans le domaine de la mousse métallique - mousse métallique ou composite métallique. La mousse métallique peut être créée à base d'aluminium, d'acier, de titane, d'autres métaux ou de leurs alliages.
Des spécialistes de l'Université de Caroline du Nord (États-Unis) ont mis au point une mousse métallique d'acier avec une matrice en acier, l'enfermant entre la couche supérieure de céramique et une fine couche inférieure d'aluminium. La mousse métallique de moins de 2,5 cm d'épaisseur arrête les balles perforantes de 7, 62 mm, après quoi un trou de moins de 8 mm reste sur la surface arrière.
Entre autres choses, la plaque en mousse réduit efficacement les effets des rayons X, gamma et neutrons, et protège également contre le feu et la chaleur deux fois mieux que le métal conventionnel.
Un autre matériau à structure creuse est une forme de mousse ultralégère, créée par HRL Laboratories en collaboration avec Boeing. Le nouveau matériau est cent fois plus léger que le polystyrène - il contient 99,99 % d'air, mais il a une rigidité extrêmement élevée. Selon les développeurs, si un œuf est recouvert de ce matériau et qu'il tombe d'une hauteur de 25 étages, il ne se cassera pas. La mousse qui en résulte est si légère qu'elle peut reposer sur un pissenlit.
Le prototype utilise des tubes de nickel creux reliés les uns aux autres, dont la disposition est similaire à la structure des os humains, ce qui permet au matériau d'absorber beaucoup d'énergie. Chaque tube a une épaisseur de paroi d'environ 100 nanomètres. Au lieu du nickel, d'autres métaux et alliages pourront être utilisés à l'avenir.
Ce matériau ou son analogue, ainsi que le matériau polymère structuré mentionné ci-dessus, peuvent être envisagés pour une utilisation dans des NIB prometteurs en tant qu'éléments de support absorbant les chocs légers et durables conçus pour minimiser les dommages causés au corps par les balles au-delà de la barrière.
Nanotechnologie
L'un des matériaux les plus prometteurs, qui devrait être largement utilisé dans diverses industries du 21e siècle, est le graphène, une modification allotropique bidimensionnelle du carbone formée par une couche d'atomes de carbone d'un atome d'épaisseur. Des experts espagnols développent un gilet pare-balles à base de graphène. Le développement de l'armure de graphène a commencé au début des années 2000. Les résultats de la recherche sont reconnus comme prometteurs, en septembre 2018, les développeurs sont passés aux tests pratiques. Le projet est financé par l'Agence européenne de défense et est actuellement en cours, avec la participation de spécialistes de la société britannique Cambridge Nanomaterials Technology.
Des travaux similaires sont en cours aux États-Unis, notamment à l'université Rice et à l'université de New York, où des expériences ont été menées pour bombarder des feuilles de graphène avec des objets solides. L'armure en graphène devrait être nettement plus résistante que le Kevlar et sera combinée avec une armure en céramique pour les meilleurs résultats. Le plus grand défi est la production de graphène en quantités industrielles. Cependant, étant donné le potentiel de ce matériau dans diverses industries, nul doute qu'une solution sera trouvée. Selon des informations d'initiés parues sur les pages des médias spécialisés en décembre 2019, Huawei prévoit de lancer le smartphone P40 avec une batterie au graphène (avec des électrodes en graphène) sur le marché début 2020, ce qui pourrait indiquer des progrès significatifs dans la production industrielle de graphène..
Fin 2007, des scientifiques israéliens ont créé un matériau auto-cicatrisant à base de nanoparticules de disulfure de tungstène (un sel de tungstène métallique et d'acide sulfurique d'hydrogène). Les nanoparticules de disulfure de tungstène sont des formations en couches de type fullerène ou nanotubulaires. Les nanotubulènes ont des caractéristiques mécaniques record, fondamentalement inaccessibles pour d'autres matériaux, une flexibilité et une résistance étonnantes, qui sont à la limite de la force des liaisons chimiques covalentes.
Il est possible qu'à l'avenir, les gilets pare-balles remplis de ce matériau puissent surpasser en caractéristiques tous les autres modèles NIB existants et prometteurs. À l'heure actuelle, le développement de NIB à base de nanotubes de bisulfure de tungstène est au stade de la recherche en laboratoire en raison du coût élevé de la synthèse du matériau de départ. Néanmoins, une certaine entreprise internationale produit déjà des nanoparticules de bisulfure de tungstène et de molybdène en quantités de plusieurs kilogrammes par an en utilisant une technologie brevetée.
Une grande entreprise de défense britannique, Bae Systems, développe un gilet pare-balles rempli de gel. Dans un gilet pare-balles rempli de gel, il est censé imprégner la fibre d'aramide d'un liquide non newtonien, qui a la propriété de durcir instantanément à l'impact. On pense que "l'armure liquide" est l'un des domaines les plus prometteurs pour le développement de NIB prometteurs. Un tel travail est effectué en Russie en relation avec l'ensemble prometteur d'équipements pour les soldats "Ratnik-3".
Ainsi, on peut conclure que des NIB prometteurs sont prévus pour être créés en utilisant les dernières technologies à la pointe du progrès technologique. Si nous parlons d'armes légères, une telle émeute technologique n'est pas observée ici. Quelle en est la raison, le manque de besoin ou le conservatisme de l'industrie de l'armement ?
De nombreux projets de NIB prometteurs vont certainement s'arrêter, mais certains d'entre eux vont sûrement "tirer", et peut-être rendre obsolètes toutes les armes légères du 20e siècle, tout comme les arcs, les arbalètes et les armes légères à chargement par la bouche sont devenus obsolètes en leur temps.. De plus, le gilet pare-balles n'est pas la seule pièce d'équipement importante pour un combattant qui peut radicalement augmenter sa capacité de survie au combat.
