Vývoj vojenské techniky ukazuje, že požadavky na neprůstřelné materiály se netýkají jen pancéřovaných částí techniky (ochrana důležitých hybných částí vozidel pro přepravu a bojové nasazení lidské síly), ale také těch míst, kde je potřeba maximální průhlednosti pro orientaci řidiče a dalších členů osádky. A nemusí se jednat výhradně o vojenskou techniku. Vývoj neprůstřelných skel se srovnatelnou měrou týká také například automobilů, u nichž je nebezpečí stát se cílem teroristů velmi pravděpodobné, ale také speciální techniky. Robotů a manipulátorů určených k likvidaci nevybuchlé munice či v širším měřítku ještě dalších zařízení, kde je z pohledu optiky nutná velmi přesná přístrojová orientace v prostoru.

NEPRŮSTŘELNÁ SKLA

V současnosti se pro ochranu před kulkami vystřelenými ze stále účinnějších palných zbraní, případně střepinami min a granátů používá vrstvené sklo. Jeho tloušťka se pohybuje v případě ochrany od kulek s ráží 7,62 mm okolo 40 mm a je vykoupena značnou váhou (cca 100 kg na metr čtvereční). Hovoříme-li o stejném způsobu ochrany od střepin razantnější munice určené pro proniknutí pancéřováním, dosahuje takové vrstvené sklo tloušťky 80-100 mm a jeho váha se je okolo 250 kg na metr čtvereční. Nezanedbatelná je i cena, která nezřídka dosahuje částky 10 000 dolarů na metr čtvereční v závislosti od požadovaných vlastností a počtu vrstev. Navíc v mnohém záleží ještě na dalších faktorech (v jakém úhlu kulka dopadne, z jakého je materiálu atd.).

OBRNĚNÁ VOZIDLA

Reakcí na zvyšující se potřebu ochrany člověka o techniky je například obrněný strážní automobil ULTRA AP, jehož osádka je chráněna speciálním korpusem. Při jeho výrobě je použito rovněž několika vrstev materiálů s různými vlastnostmi. Cílem je v maximální míře eliminovat vysokou kinetickou energii dopadnuvších střel, odolávat vysokým teplotám a dalším fyzikálním a chemickým faktorům v souvislosti s pokusy vyřadit vozidlo z činnosti. Princip sendvičového obrnění techniky není nový, jen materiály (vrstvy) podléhají stále větším inovacím s cílem co nejvíce snížit váhu pancéřování (zvětšit mobilitu a operační prostor dané techniky) a zároveň přitom zachovat přijatelné výrobní náklady. Osádka vozidla však vzhledem k jeho účelu potřebuje mít maximální výhled, a to nejen v předpokládaném směru pohybu vozidla, ale v podstatě celokruhově. Řídit takový vůz pomocí periskopů je přitom velmi neefektivní, protože optické systémy tohoto charakteru opět umožňují pozorování okolí jen v omezených úhlech.

Sendvičové řazení vrstev pláště obrněného vozidla

UMĚLÉ KRYSTALY S VYSOKOU PRŮZRAČNOSTÍ

V dané souvislosti se ukazuje jako velmi efektivní materiál uměle vypěstovaný plošný krystal safíru (o jeho využití například při výrobě automobilových svíček Technik již informoval). Díky svým unikátním fyzikálním vlastnostem (mechanické pevnosti a zejména optické průhlednosti) patří právě umělý safír k materiálům vysoce vhodným jako jedna z vrstev pro výrobu neprůstřelných skel sendvičového typu.

Odolnost povrchu umělého safíru na tlak činí 22 GPa. Pro srovnání - odolnost povrchu na tlak vysoce kvalitní oceli s příměsí wolframu, která se používá na výrobu jádra nejtvrdší kulky pro speciální určení, je 7,5 až 8 GPa. Odolnost obrněného vrstveného skla v současnosti dosahuje hodnot nepřesahujících 6 GPa. Z uvedených parametrů jasně vyplývá, že klasické vrstvené sklo při optimálním úhlu dopadu kulky nemá mnoho šancí na zadržení projektilu v plné míře. Dojde jen ke snížení jeho účinnosti v zóně průstřelu. Objemová pevnost speciálně zesíleného skla na tlak kulky se pohybuje od 2 do 3 GPa. U umělého safíru je to 500 MPa. Jestliže tedy jako jednu z vrstev sendvičového obrněného skla použijeme umělý safír, dosáhneme efektivní ochrany prakticky proti všem druhům běžně pro tyto účely používané munice protivníka.

JAK PRACUJE SAFÍROVÁ OCHRANA

Vysoce tvrdé jádro kulky se setká s vrstvou (plochou) umělého safíru. Dochází k tvarové deformaci kulky, díky níž se špičatý tvar mění v beztvarý předmět, a tím ztrácí podstatnou část své kinetické energie. V tomto stavu dopadá na sklo, které již projektil zbavený podstatné části své účinnosti vcelku spolehlivě zachytí a k průstřelu v deformační zóně již nedojde. Velmi podstatným faktem je, že tloušťka kombinované ochrany (safír + tvrzené sklo) činí 20-25 mm, váha 40-50 kg na metr čtvereční a výrobní náklady na stejnou plochu skla jsou v porovnání s vrstveným sendvičovým, dosud pro tyto účely používaným, sklem pouze třetinové.

Prof. Jurij Linhart, DrSc.

Foto: archiv