قدمت وزارة الدفاع نتائج مشروع CERAUXET، وهو مشروع بحثي يجمع بين السيراميك من كربيد البورون وهياكل البولي إيثيلين ذات السلوك التآزري لتطوير أنظمة متقدمة من الحماية الباليستية الشخصية. تُظهر المبادرة أيضًا الثقل المتزايد للمواد الجديدة داخل صناعة الدفاع الإسبانية.
لا تقتصر الابتكارات في مجالات الدفاع على الطائرات بدون طيار، أو نظم الاتصالات، أو الذكاء الاصطناعي أو المركبات العسكرية الجديدة. جزء أقل وضوحًا من البحث يجري على المواد المستخدمة لحماية الجنود وضمان قدرة المعدات على تقديم مقاومة أكبر دون زيادة وزنها بشكل مفرط.
في هذا المجال، يأتي CERAUXET، وهو مشروع تُروّجه المديرية العامة للتسليح والمواد (DGAM) والتي تم تضمين نتائجها من قبل وزارة الدفاع ضمن التقنيات الناشئة المميزة في آخر نشرة لاستقصاء التكنولوجيا في الدفاع، التي نُشرت في السادس من أغسطس الماضي. يهدف المشروع إلى دراسة أنظمة جديدة للحماية الباليستية الشخصية من خلال الجمع بين السيراميك عالي الأداء والهياكل الخاصة من البولي إيثيلين.
خلف تسمية تقنية معقدة – «أنظمة متقدمة للحماية الباليستية الشخصية تعتمد على السيراميك من كربيد البورون وهياكل تآزرية من UHMWPE» – تكمن مسألة بسيطة نسبيًا لفهمها: كيفية تحقيق حماية فعالة ضد الصدمات باستخدام مواد مقاومة، وفي الوقت نفسه، خفيفة بما يكفي ليتم حملها بواسطة شخص واحد.
السيراميك والبولي إيثيلين لوقف الصدمات
تجمع أنظمة الحماية الباليستية الحديثة عادةً بين مواد مختلفة لأن كل مادة تؤدي وظيفة محددة. يستكشف مشروع CERAUXET استخدام sيراميك كربيد البورون جنبًا إلى جنب مع هياكل من UHMWPE، وهو اختصار باللغة الإنجليزية للبولي إيثيلين عالي الوزن الجزيئي.
تعتبر السيراميك من كربيد البورون مادة سيراميكية تتميز بصلابتها العالية ووزنها الخفيف، وهي ميزات تفسر اهتمامها في التطبيقات الوقائية. في نظام الدروع، يُخصص الطبقة السيراميكية لاستقبال الصدمة في البداية، بينما تسهم المواد الموجودة خلفها في امتصاص وتوزيع الطاقة المتبقية.
تركز أبحاث CERAUXET بشكل خاص على هذه المرحلة الثانية. حدد العقد الأصلي لـ DGAM المشروع كبحث وتطوير لهياكل تآزرية من البولي إيثيلين تستخدم كدعم وظهارة للسيراميك عالي الأداء الناتج عن عمليات جديدة.
تعتبر كلمة «تآزري» واحدة من المفاتيح الرئيسية للمشروع. تتميز المواد أو الهياكل التآزرية بسلوك مختلف عن المعتاد عند التعرض لعمليات تشويه معينة. يمكن تعديل كيفية استجابة المادة وتوزيع الضغوط من خلال تصميمات هندسية خاصة، وهي خاصية تفتح إمكانيات في مجالات يكون فيها امتصاص الطاقة مهمًا بشكل خاص.
عند تطبيقها على الحماية الباليستية، تهدف الأبحاث إلى الاستفادة من هذه الهندسة لتحسين الأداء المشترك للطبقات المختلفة التي تشكل النظام الوقائي.
مشروع بحث وتطوير بدأ في 2022
ليس CERAUXET مشروعًا بدأ الآن. فقد منحت المديرية العامة للتسليح والمواد تطويره رسميًا في نوفمبر 2022 ضمن برامجها للبحث في المواد للأمن والدفاع.
بلغت قيمة العقد 991.735,53 يورو وتم منحها لجمعية أبحاث صناعة النسيج، التي تتخذ من ألكوي مقرًا لها. تم إجراء الإجراء كعرض مفاوضة دون إعلان لأسباب تقنية، وكان يتضمن تحديد البحث في الهياكل التآزرية من البولي إيثيلين كدعم للسيراميك عالي الأداء.
بعد ما يقرب من أربع سنوات، قامت وزارة الدفاع بإدراج نتائج هذا البحث في منشور مخصص لمراقبة التقنيات التي يمكن أن يكون لها تطبيقات عسكرية. يظهر المشروع في قسم التقنيات الناشئة من العدد 89 من النشرة، جنبًا إلى جنب مع تحليل آخر يخصص للأقمار الصناعية في مدارات منخفضة جدًا.
تمثل المسيرة نموذجًا لكيفية عمل جزء من الابتكار العسكري. قبل أن تتمكن أي تقنية من التحول إلى منتج يتم استخدامه من قبل القوات المسلحة، يوجد هناك عملية بحث، وتصنيع المواد، وتطوير النماذج الأولية، والاختبارات والتحقق. لا تتحول جميع مشاريع البحث والتطوير بالضرورة إلى أنظمة يتم الحصول عليها على نطاق واسع، لذا من الضروري تمييز النتائج التجريبية لـ CERAUXET عن أي دمج محتمل مستقبلي في المعدات العسكرية.
تقليل الوزن هو أيضًا مسألة تشغيلية
تستجيب تطوير الحمايات الأخف لاحتياج عملي. يمكن للجندي أن يحمل خلال عملية ما واقي جسم، خوذة، سلاح، ذخيرة، نظم اتصالات، بطاريات، مياه وغيرها من المعدات. قد تمثل المجمل وزنًا كبيرًا وتؤثر على الحركة والجهد البدني خلال فترات طويلة.
لذلك، في الحماية الشخصية، لا يكفي زيادة السُمك أو إضافة المواد. تسعى الأبحاث إلى إيجاد توازن بين مستوى الحماية، المساحة المحمية، الوزن والحركة.
تلعب المواد المتقدمة دورًا مهمًا في تلك المعادلة. تسمح السيراميك، والألياف ذات الأداء العالي، والبوليمرات، والمواد المركبة بدراسة تكوينات جديدة قادرة على تقديم مقاومة ضد الصدمات دون الاعتماد فقط على زيادة الكتلة.
يندرج CERAUXET بدقة في هذا الاتجاه من البحث: دمج مواد مختلفة وتعديل هيكلها لدراسة كيفية تحسين سلوك الكل.
المواد الجديدة تكسب مكانة في صناعة الدفاع
كما يسمح المشروع بمراقبة قطاع صناعي غالبًا ما يتلقى اهتمامًا أقل من البرامج الكبرى للتسليح. تحتاج صناعة الدفاع إلى شركات قادرة على العمل في المواد المتقدمة، الأنسجة التقنية، السيراميك، البوليمرات، المواد المركبة، المعالجات الصناعية، التصنيع الإضافي وعمليات التوصيف والاختبار.
تعد هذه التنويعات ذات أهمية خاصة في الوقت الراهن. تسعى الاستراتيجية الجديدة للتكنولوجيا والابتكار للدفاع (ETID 2026)، المنشورة من قبل الوزارة في مارس، إلى إنشاء قاعدة صناعية وتكنولوجية للدفاع قوية ومبتكرة وتعزيز القدرات التكنولوجية الوطنية. من بين المجالات التي اكتسبت أهمية هي المواد المتقدمة، جنبًا إلى جنب مع تقنيات مثل الذكاء الاصطناعي، والروبوتات، وأجهزة الاستشعار، والطاقة، أو الأنظمة الذاتية.
هذا يوسع بشكل كبير رقعة الأعمال المتعلقة بالدفاع. ليست جميع الشركات المشاركة في هذه الصناعة تصنع المركبات أو الطائرات أو السفن أو أنظمة الأسلحة. جزء من سلسلة القيمة يتكون من شركات ومراكز تقنية متخصصة في المكونات والمواد والعمليات التي يمكن لاحقًا دمجها في منتجات مطورة من قبل شركات أخرى.
يُعتبر CERAUXET مثالًا على هذا الجزء الأقل وضوحًا من الصناعة. بدأ تطويره كعقد بحثي حول السيراميك وهياكل البولي إيثيلين وظهرت نتائجه الآن ضمن المتابعة التي تقوم بها وزارة الدفاع للتقنيات الناشئة.
يعتمد الخطوة التالية على عمليات التقييم والتحقق والتطبيق المحتمل التي تحددها الوزارة. حتى الآن، يُظهر المشروع كيف تسعى الأبحاث الإسبانية في المواد الجديدة للبحث عن حلول لإحدى المشكلات المستمرة في الحماية العسكرية: زيادة قدرة المقاومة دون تحويل تلك الحماية إلى عبء زائد على من يجب عليه حملها.
