Das Verteidigungsministerium hat die Ergebnisse von CERAUXET vorgestellt, einem Forschungsprojekt, das Borcarbidkeramiken mit auxetischen Polyethylensystemen kombiniert, um fortschrittliche Systeme zum persönlichen ballistischen Schutz zu entwickeln. Die Initiative zeigt auch das wachsende Gewicht, das neue Materialien in der spanischen Verteidigungsindustrie gewinnen.
Innovation in der Verteidigung beschränkt sich nicht auf Drohnen, Kommunikationssysteme, künstliche Intelligenz oder neue Militärfahrzeuge. Ein weniger sichtbarer Teil der Forschung befasst sich mit den Materialien, die zum Schutz von Soldaten eingesetzt werden, und stellt sicher, dass die Ausrüstung in der Lage ist, mehr Widerstand zu bieten, ohne das Gewicht übermäßig zu erhöhen.
In diesem Bereich befindet sich CERAUXET, ein Projekt, das von der Generaldirektion für Rüstungswesen und Material (DGAM) gefördert wird und dessen Ergebnisse vom Verteidigungsministerium als herausragende neue Technologien im letzten Technologischen Beobachtungsbericht in der Verteidigung veröffentlicht wurden, der am 6. August erschienen ist. Ziel ist es, neue Systeme für den persönlichen ballistischen Schutz durch die Kombination von Hochleistungs-Keramiken und speziellen Polyethylenstrukturen zu erforschen.
Hinter einer komplexen technischen Bezeichnung — „Fortschrittliche persönliche ballistische Schutzsysteme auf Basis von Borcarbidkeramiken und auxetischen UHMWPE-Strukturen“ — steht eine recht einfache Frage: Wie erhält man einen effektiven Schutz gegen Stöße unter Verwendung widerstandsfähiger Materialien, die gleichzeitig leicht genug sind, um von einer Person getragen zu werden.
Keramik und Polyethylen zum Stoppen eines Aufpralls
Moderne ballistische Schutzsysteme kombinieren in der Regel verschiedene Materialien, da jedes eine spezifische Funktion erfüllt. CERAUXET untersucht die Verwendung von Borkarbidkeramiken zusammen mit UHMWPE, den englischen Abkürzungen für ultra-hochmolekulares Polyethylen.
Borcarbid ist ein keramisches Material, das durch seine hohe Härte und geringes Gewicht gekennzeichnet ist, Eigenschaften, die sein Interesse für Schutzanwendungen erklären. In einem Schutzsystem ist die keramische Schicht dazu bestimmt, zunächst den Aufprall zu absorbieren, während die dahinter liegenden Materialien dazu beitragen, die verbleibende Energie zu absorbieren und zu verteilen.
Die Forschung von CERAUXET konzentriert sich insbesondere auf diesen zweiten Teil. Der ursprüngliche Vertrag der DGAM definierte das Projekt als Forschung und Entwicklung von auxetischen Polyethylenstrukturen, die als Rückhalt und Unterstützung für Hochleistungs-Keramiken dienen, die durch neue Verfahren gewonnen wurden.
Das Wort „auxetisch“ ist eine der Schlüsselkomponenten des Projekts. Auxetische Materialien oder Strukturen zeigen ein anderes Verhalten als gewöhnlich, wenn sie spezifischen Deformationen ausgesetzt sind. Durch spezifische geometrische Designs kann die Art und Weise verändert werden, wie das Material reagiert und die Lasten verteilt, eine Eigenschaft, die Möglichkeiten in Bereichen eröffnet, in denen Energieabsorption besonders wichtig ist.
Im Bereich des ballistischen Schutzes zielt die Forschung darauf ab, diese Architektur zu nutzen, um das gemeinsame Verhalten der verschiedenen Schichten in dem Schutzsystem zu verbessern.
Ein F&E-Projekt, das 2022 gestartet wurde
CERAUXET ist kein neues Projekt. Die Generaldirektion für Rüstungswesen und Material vergab formell die Entwicklung im November 2022 im Rahmen ihrer Forschungsprogramme zu Materialien für Sicherheit und Verteidigung.
Der Vertrag hatte einen Betrag von 991.735,53 Euro und wurde an den Textilindustrieforschungsverein mit Sitz in Alcoy vergeben. Das Verfahren wurde aufgrund technischer Gründe als Verhandlungsverfahren ohne Bekanntmachung abgewickelt und umfasste speziell die Erforschung von auxetischen Polyethylenstrukturen als Unterstützung für Hochleistungs-Keramiken.
Fast vier Jahre später hat das Verteidigungsministerium die Ergebnisse dieser Forschung in seine Veröffentlichung aufgenommen, die sich mit Technologien befasst, die militärische Anwendungen haben können. Das Projekt erscheint im Abschnitt über neue Technologien der Ausgabe 89 des Berichts, zusammen mit einer weiteren Analyse, die sich mit Satelliten in sehr niedrigen Orbits beschäftigt.
Der Verlauf ist repräsentativ dafür, wie ein Teil der militärischen Innovation funktioniert. Bevor eine Technologie zu einem Produkt wird, das von den Streitkräften verwendet werden kann, gibt es einen Prozess der Forschung, Materialproduktion, Prototypentwicklung, Tests und Validierung. Nicht alle F&E-Projekte führen notwendigerweise zu Systemen, die in großem Umfang beschafft werden, weshalb es wichtig ist, die experimentellen Ergebnisse von CERAUXET von einer möglichen zukünftigen Integration in militärische Ausrüstungen zu differenzieren.
Das Gewicht zu reduzieren, ist auch eine operationale Frage
Die Entwicklung leichterer Schutzmaßnahmen ist eine praktische Notwendigkeit. Ein Soldat kann während einer Operation Körperschutz, Helm, Waffe, Munition, Kommunikationssysteme, Batterien, Wasser und andere Ausrüstungsgegenstände transportieren. Die Summe kann eine beträchtliche Last darstellen und die Mobilität sowie die physische Anstrengung über längere Zeiträume beeinträchtigen.
Deshalb reicht es im persönlichen Schutz nicht aus, die Dicke zu erhöhen oder Material hinzuzufügen. Die Forschung sucht nach einem Gleichgewicht zwischen Schutzniveau, geschützter Fläche, Gewicht und Mobilität.
Fortschrittliche Materialien spielen in dieser Gleichung eine wichtige Rolle. Keramiken, Hochleistungsfasern, Polymere und Verbundmaterialien ermöglichen es, neue Konfigurationen zu untersuchen, die Widerstand gegen Aufprälle bieten, ohne ausschließlich auf eine Erhöhung der Masse zurückzugreifen.
CERAUXET fällt genau in diese Forschungslinie: verschiedene Materialien zu kombinieren und ihre Struktur zu verändern, um zu erforschen, wie das Verhalten des Gesamtsystems verbessert werden kann.
Neue Materialien gewinnen Raum in der Verteidigungsindustrie
Das Projekt ermöglicht zudem einen Blick auf einen industriellen Bereich, der oft weniger Aufmerksamkeit als große Rüstungsprogramme erhält. Die Verteidigungsindustrie benötigt Unternehmen, die in fortschrittlichen Materialien, technischen Textilien, Keramiken, Polymeren, Verbundstoffen, industriellen Behandlungen, additive Fertigung und Charakterisierungs- und Testprozessen arbeiten können.
Diese Diversifizierung ist in der aktuellen Phase von Bedeutung. Die neue Strategie für Technologie und Innovation in der Verteidigung (ETID 2026), die das Ministerium im März veröffentlicht hat, hat zum Ziel, eine solide und innovative industrielle und technologische Basis für die Verteidigung zu schaffen und die nationalen technologischen Fähigkeiten zu stärken. Zu den Bereichen, die an Bedeutung gewinnen, zählen genau fortschrittliche Materialien, neben Technologien wie künstlicher Intelligenz, Robotik, Sensorik, Energie oder autonomen Systemen.
Dies erweitert den geschäftlichen Bereich im Zusammenhang mit der Verteidigung erheblich. Nicht alle Unternehmen, die in dieser Branche tätig sind, stellen Fahrzeuge, Flugzeuge, Schiffe oder Waffensysteme her. Ein Teil der Wertschöpfungskette besteht aus Unternehmen und technologischen Zentren, die auf Komponenten, Materialien und Prozesse spezialisiert sind, die anschließend in Produkte integriert werden können, die von anderen Herstellern entwickelt werden.
CERAUXET ist ein Beispiel für diesen weniger sichtbaren Teil der Industrie. Seine Entwicklung begann als ein Forschungsauftrag zu Keramiken und Polyethylenstrukturen, und seine Ergebnisse erscheinen nun im Rahmen der Beobachtung, die das Verteidigungsministerium zu neuen Technologien durchführt.
Der nächste Schritt hängt von den Bewertungs-, Validierungs- und möglichen Anwendungsprozessen ab, die das Ministerium festlegt. Bis dahin zeigt das Projekt, wie die spanische Forschung im Bereich neuer Materialien Lösungen für eines der ständigen Probleme des militärischen Schutzes sucht: die Widerstandsfähigkeit zu erhöhen, ohne diesen Schutz in eine übermäßige Last für den Träger zu verwandeln.
