Innowacje militarne: Przewaga technologiczna na współczesnym polu walki

Artykuł sponsorowany

W dynamicznie zmieniającym się środowisku geopolitycznym, przewaga technologiczna staje się nieodzownym elementem strategii obronnej każdego państwa. Współczesne armie, aby pozostać konkurencyjne i skuteczne, muszą nieustannie inwestować w rozwój innowacyjnych rozwiązań, które zapewnią im przewagę nad potencjalnym przeciwnikiem.

Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Metali Nieżelaznych: Tradycja Innowacji

Od ponad 70 lat, Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Metali Nieżelaznych prowadzi prace badawcze nad innowacjami, w tym technologiami dual-use (podwójnego zastosowania), które mogą być wykorzystywane zarówno w celach cywilnych, jak i wojskowych. Dbamy o rozwój doświadczonej kadry badawczej, inwestujemy w nowoczesną aparaturę, instalacje pilotowe, laboratoria akredytowane czy linie do produkcji małotonażowej.

Od 2019 roku jesteśmy jednym z 22 instytutów Sieci Badawczej Łukasiewicz – trzeciej pod względem wielkości sieci badawczej w Europie. Łukasiewicz – IMN rozwija swoje badania w kluczowych obszarach, takich jak: zielona cyrkularna gospodarka, zdrowie, inteligentna i czysta mobilność oraz obronność i bezpieczeństwo.

Kluczowe Partnerstwa i Technologie

Łukasiewicz – IMN, aby tworzyć zaawansowane technologie zbrojeniowe, współpracuje z czołowymi producentami wyrobów wojskowych oraz wojskowymi organizacjami badawczymi, m. in. z:

• Polską Grupą Zbrojeniową;
• Wojskową Akademią Techniczną w Warszawie;
• Wojskowym Instytutem Technicznym Uzbrojenia w Zielonce;
• Wojskowym Instytutem Techniki Inżynieryjnej we Wrocławiu;
• MESKO S.A. w Skarżysku Kamiennej;
• Zakładami Mechanicznymi Tarnów S.A. w Tarnowie;
• Zakładami Chemicznymi „NITRO-CHEM" S.A. w Bydgoszczy.

Efektem prac naukowo-badawczych Łukasiewicz - IMN w obszarze wojskowym i dual-use są technologie oraz produkty, które są wdrażane u naszych partnerów biznesowych lub w produkcji własnej.

Produkty, materiały i technologie dla obronności

• Zaawansowane Systemy Zasilania

Jednym z flagowych produktów Łukasiewicz – IMN są baterie termiczne z serii BTR, które zasilają systemy sterowania amunicji precyzyjnego rażenia, m. in. GROM, PIORUN, PIRAT, APR-120 i APR-155. Instytut jest jedynym w Polsce producentem tych zaawansowanych systemów zasilania. Obok baterii termicznych, w Łukasiewicz – IMN produkowane są także baterie pierwotne typu „ZEW”, które służą do zasilania ratunkowych radiostacji pilota.

• Technologia systemów ochrony pasywnej

Łukasiewicz – IMN rozwija również technologie ochrony pasywnej projektując systemy lekkiego modularnego opancerzenia dla kołowych transporterów opancerzonych i platform gąsienicowych o odporności balistycznej na poziomie 2, 3 lub nawet 4 według normy STANAG 4569. Lekkie wielowarstwowe osłony balistyczne służą do ochrony pojazdów i obiektów przed pociskami przeciwpancernymi kalibru 7,62-14,5mm.

• Technologie wytwarzania przyrostowego (3D) dla wojska

W druku 3D Łukasiewicz – IMN jest liderem, oferując innowacje technologiczne dla  techniki Additive Manufacturing (AM) i Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM) wykorzystujących materiał wsadowy w postaci drutu. Zalety tych technologii to:

• możliwość wytwarzania dużych elementów, jak i elementów o skomplikowanym kształcie bez porowatości,
• duża szybkość depozycji materiału;
• ograniczenie obróbki wykańczającej;
• mobilność stanowiska;
• niskie koszty materiału wsadowego.

Naukowcy z Łukasiewicz – IMN realizują szeroko zakrojone badania nad projektowaniem materiałów wsadowych w postaci drutu na bazie stopów miedzi przeznaczonych do wytwarzania przyrostowego oraz opracowaniem technologii druku takich elementów, jak: śmigła, turbiny wodne, śruby okrętowe, elementy wyposażenia okrętowego.

System do druku 3D w technologii Selective Laser Melting (SLM) umożliwia wytwarzanie elementów metalowych (w tym z metali wysokowytrzymałych) o zdefiniowanym kształcie, których wykonanie metodami konwencjonalnymi jest utrudnione, ekonomicznie nieuzasadnione lub niemożliwe. Technologia ta pozwala również na precyzyjne drukowanie elementów trójwymiarowych o strukturze porowatej. W efekcie badań nad zmianami parametrów druku, takich jak: moc lasera, odległość między liniami skanowania oraz prędkość skanowania, uzyskiwane są materiały o odmiennej strukturze, w tym nanometrycznej lub amorficznej. W procesie SLM jako materiał wsadowy stosowane są proszki sferyczne, które mogą być wytwarzane w Instytucie w instalacjach do atomizacji gazowej i sferoidyzacji plazmowej, w tym proszki metali wysokotopliwych, takich jak wolfram i molibden.

Łukasiewicz – Instytut Metali Nieżelaznych, mając na uwadze potrzeby rynku oraz trudności z dostępnością dobrej jakości proszków metali (zwłaszcza tych wysokotopliwych),  opracował własną technologię wytwarzania proszków tego typu metali, w szczególności W-Re oraz Mo-Re metodą sferoidyzacji plazmowej. Opracowane materiały proszkowe, mogą być szeroko wykorzystywane w różnych gałęziach gospodarki, takich jak przemysł lotniczy, kosmiczny, energetyczny czy obronny  jako materiał wsadowy do technologii druku 3D LPBF.

Dzięki zastosowaniu tej technologii możliwa jest produkcja m.in. elementów turbin silników odrzutowych czy elementów turbin gazowych, pozwalająca na zwiększenie temperatury pracy tych układów, co w rezultacie przekłada się na zwiększenie ich sprawności. Opracowanie nowego materiału dla technologii przyrostowych, pozwalającego na wykonanie dobrej jakości wydruków, wpływa również na znaczne skrócenie czasu wytwarzania poszczególnych elementów oraz przyczynia się do minimalizacji ilości odpadów.

• Technologie energetyczne dla wymagających obszarów

W ramach prac nad technologiami produkcji innowacyjnych materiałów nowej generacji zostały opracowane hybrydowe rdzenie magnetycznie miękkie, które wyróżniają się wysokim oporem elektrycznym, dużą wytrzymałością na rozciąganie oraz niskimi stratami mocy. Zaawansowane materiały znajdują zastosowanie w budowie podzespołów maszyn elektrycznych i dławików filtrów, które pracują w generatorach średnich i dużych mocy, a urządzenia te są wykorzystywane w najbardziej wymagających sektorach, takich jak: energetyka, elektromobilność, przemysłowe narzędzia, elektrotechnika, medycyna oraz branża zbrojeniowa.

Zrównoważony rozwój i zielone technologie w branży zbrojeniowej

Eksperci z Łukasiewicz – IMN aktywnie uczestniczą w pracach Europejskiej Agencji Obrony (EDA). Jednym z kluczowych przedsięwzięć jest Incubation Forum for Circular Economy in European Defence (IF CEED), które koncentruje się na opracowywaniu strategii rozwoju i wdrażaniu rozwiązań dla gospodarki obiegu zamkniętego w sektorze obronnym.

Działalność Łukasiewicz – IMN w ramach IF CEED skupia się na opracowywaniu kluczowych strategii europejskiego przemysłu obronnego, zwłaszcza w zakresie surowców krytycznych i technologii addytywnych. Dążenie do maksymalnego wykorzystania i recyklingu materiałów przekłada się na redukcję odpadów, zmniejszenie zależności Polski i Unii Europejskiej od dostawców surowców krytycznych oraz obniżenie śladu węglowego.

Łukasiewicz – IMN uczestniczy również w pracach klastra Materials & Innovative Designs w ramach IF CEED. Efektem kilkuletniej współpracy z ekspertami z EDA są trzy projekty badawcze, w których Instytut bierze udział. Obejmują one:

• recykling odpadów tytanowych i ich wykorzystanie w technologiach druku 3D,
• odzysk metali ze zużytych wojskowych urządzeń elektronicznych i elektrycznych,
• opracowanie mobilnej platformy technologii addytywnych z dedykowanym laboratorium jakościowym.

W ramach działań IF CEED, Łukasiewicz – IMN angażuje się również w ocenę cyklu życia produktów (Life Cycle Assessment, LCA). Celem tych działań jest stworzenie metodologii dostosowanej do specyfiki technologii militarnych, gdzie dostęp do danych wejściowych może być ograniczony (poufność). Ponadto Instytut opracowuje bazę danych, która zapewni porównywalność wyników analiz przeprowadzanych przez niezależnych ekspertów.

Nowe Technologie w Programie PERUN

Łukasiewicz – IMN bierze również aktywny udział w inicjatywie PERUN, która jest częścią programu „Nowe technologie w obszarze bezpieczeństwa i obronności państwa”. W ramach tego programu Instytut zgłosił projekty obejmujące technologie materiałowe i wytwarzania oraz technologie systemów ochrony pasywnej, m. in. technologie materiałowe w zakresie ochrony indywidualnej oraz w zakresie osłon balistycznych.

Łukasiewicz – IMN, występując w roli lidera, wnioskował o dotację dla projektów:

• Wielofunkcyjne materiały zapobiegające zakażaniom i eliminujące drobnoustroje o potencjale wykorzystania jako broń biologiczna;
• Nowe materiały oraz systemy sensoryczne do zastosowań w inteligentnych osłonach;
• Wielofunkcyjne, lekkie dodatkowe wkłady do kamizelek i osłony balistyczne dla ochrony indywidualnej.

Jest również partnerem w konsorcjum w złożonych projektach:

• Osłony o podwyższonej odporności balistycznej do zastosowań okrętowych;
• Opracowanie autonomicznego systemu monitoringu infrastruktury krytycznej z wykorzystaniem BSP w trudnym środowisku morskim.

Współpraca z Przemysłem

W ramach podejścia „Science is Business”, Łukasiewicz – IMN wsłuchuje się w potrzeby partnerów biznesowych, oferując innowacyjne rozwiązania technologiczne, które zapewniają przewagę konkurencyjną na rynku zbrojeniowym. Instytut jest otwarty na współpracę z przemysłem, oferując zaawansowane technologie i zrównoważone rozwiązania w obszarze technologii wojskowych.

Kontakt: [email protected]

Artykuł sponsorowany