Laboratorium voor ballistisch onderzoek

Thema:
Protection, munitions and weapons

De laatste decennia vonden er nauwelijks revolutionaire ontwikkelingen plaats in beschermingsconcepten. De uitdaging is om geavanceerdere, lichtere beschermingsproducten te ontwikkelen. En het liefst ook goedkoop produceerbaar. Wij gaan deze uitdaging aan vanuit ons laboratorium voor ballistisch onderzoek. Hier werken we aan innovatieve beschermingsconcepten voor Defensie, de defensie-industrie en toeleveringsbedrijven.

Ballistisch onderzoek

We combineren materialen voor het lagere segment, zoals staal en polymeren, op een slimme manier.  Dit levert unieke, beschermende eigenschappen op die goed toepasbaar zijn op allerlei platformen. We hebben kennis van het hoog-dynamische gedrag van materialen en van beschermingsconcepten onder een belasting. Bijvoorbeeld door blast, fragmenten en projectielen.

We maken gebruik van zelfontwikkelde engineeringmodellen en numerieke rekenmodellen. Dit combineren we met onze unieke experimentele faciliteiten en hoogwaardige diagnostiek. Daarmee creëren we innovatieve beschermingsproducten. Zoals een transparant pantser en hoogwaardig keramiek voor kogelwerende vesten.

Onze klanten

Wij zijn al tientallen jaren actief op het gebied van ballistisch onderzoek. Klanten van ons laboratorium voor ballistisch onderzoek zijn onder meer:

  • het Nederlandse Ministerie van Defensie
  • buitenlandse ministeries van defensie
  • de internationale defensie-industrie
  • toeleveringsbedrijven

We ondersteunen het Ministerie van Defensie met het opstellen van realistische, functionele en technische eisen aan beschermingsproducten. En we ondersteunen de defensie-industrie met de ontwikkeling ervan. Daarnaast ondersteunen wij het Ministerie van Defensie met het opstellen van NAVO-standaarden. Daarmee stellen ze de prestaties van beschermingsproducten vast.

Testnormen en ISO-accreditatie

We voorzien onze klanten van technologie van wereldformaat voor ballistische bescherming. En we certificeren producten en materialen. In ons unieke laboratorium voor ballistisch onderzoek voeren we kwalificatietesten uit volgens alle internationaal normen, zoals STANAG (NAVO), MIL, VPAM, CEN en NIJ. Het lab is ISO/IEC 17025 geaccrediteerd en heeft ook het NEN-EN-ISO 9001:2008 management certificaat.

Samenwerking

Naast partijen binnen defensie, werken wij bijvoorbeeld ook samen met fabrikanten van ramen, deuren en (rol)luiken die zoeken naar een constructie die zowel inbraakwerend als kogel- en/of explosiewerend is. Een inbraakwerende constructie is niet per definitie gelijk aan een kogel- en/of explosiewerende constructie.

De eisen aan de constructie en de vorm van de bescherming zijn verschillend. Daarom werken we samen met SKG-IKOB om fabrikanten te ondersteunen in het voortraject dat leidt tot het uitvoeren van de beproeving.

Targetbunker: beschermen en onschadelijk maken

In het ballistische lab bindt zich een targetbunker waar we allerlei soorten vuurwapens, munitie en explosieven testen. We bekijken zowel de uitwerking van projectiel of explosief, als de interactie met beschermingsmateriaal. Verder zijn er 3 indoor schietbanen, waar we uiteenlopende klein kaliber projectielen en wapensystemen testen.

Het testen van munitiesystemen, zoals rocket propelled grenades (RPG’s), gebeurt in de bunker over een afstand van ruim 50 meter. Dat kan zowel in live situaties als in statische opstellingen.

Innovaties bescherming RPG's

Ze zijn licht, makkelijk verkrijgbaar en dodelijk: de vanaf de schouder af te vuren rocket propelled grenades (RPG). RPG's zijn ontworpen om tanks uit te schakelen.

Onze experts ontwikkelen effectieve methoden en materialen om onze militairen en ambassades bescherming te bieden tegen dit wapen. Defensie, maar ook bedrijven die zich toeleggen op beschermende producten, laten deze testen in onze unieke targetbunker.

Concreet heeft dit geleid tot een speciaal beschermingsnet, waarvan wij het concept en materiaal ontwikkelden. Nu vervaardigt een Nederlands bedrijf dit net.

Innovatief beschermingsnet

Het beschermingsnet vangt een RPG-projectiel op en maakt door een bijzondere constructie de ‘shaped charged’ werking direct onschadelijk. Het net vervormt het projectiel dusdanig dat er kortsluiting ontstaat.

Dat voorkomt het afvuren van de vernietigende gevormde lading (koperen straal) die met 7.000 meter per seconde op het doel afgaat. Het innovatieve net beschermt sinds enige tijd militairen op buitenlandse missies en ambassades in risicovolle gebieden.

“Het is een mooi voorbeeld van samenwerking in de gouden driehoek tussen Defensie, de kennis van TNO en het innovatieve vermogen van ons bedrijfsleven. Maar ook veel buitenlandse krijgsmachtonderdelen en bedrijven doen regelmatig een beroep op onze kennis en faciliteiten, die internationaal uniek zijn.” -Boy Kodde, business developer ballistisch onderzoek

Instrumenten

Onze experimenten leggen we vast met hoogwaardige instrumenten met een ongekende precisie:

  • Multiple X-ray pulsers
    (t/m 1200 kilovolt)
  • Shimadzu high speed video camera
    (1 miljoen voet per seconde (fps) met 100 frame capaciteit)
  • IMACON ultra high speed camera’s
    (100 miljoen fps met 8 frame capaciteit)
  • hogesnelheidscamera’s om 3D-deformatie en belasting te meten (9800 fps)

High-Speed X-ray (HSX)

Aan het maken van opnamen tijdens ballistische testen met hogesnelheidscamera’s hebben we een extra informatiebron toegevoegd: het gebruik van röntgenfoto’s.

Het instrument, High-Speed X-ray (HSX) is uniek in de wereld en legt met ongekende nauwkeurigheid vast wat de impact van bepaalde projectielen is op uiteenlopende materialen. Bedrijven kunnen hiermee hun materialen en producten beter en sneller vernieuwen.

“We brengen hier het beste van twee werelden samen. Voor het maken van opnamen van inslagen en explosies beschikten we al over geavanceerde ultra high-speed camera’s die tot een miljoen beelden per seconde kunnen maken. Die combineren we nu met een röntgenbron die tijdens de opname permanent open staat . Röntgen neemt geen licht of rook waar tijdens de explosie, waardoor de gecombineerde beelden veel meer en nauwkeuriger informatie bevatten dan ooit tevoren.” - business developer ballistisch onderzoek Boy Kodde

Nauwkeuriger testen

Bedrijven die beschermende materialen en producten maken tegen vuurwapens en explosies kunnen nu veel gedetailleerder en preciezer onderzoek uitvoeren. Waar eerst series tijdrovende testen nodig waren om met röntgenfoto’s de impact te kunnen vaststellen, volstaat nu één experiment.

De gecombineerde beelden zijn gefilterd van lichtflitsen, rook en rondvliegende deeltjes. Er is heel precies te zien wat er gebeurt als bijvoorbeeld een kogel beschermende kleding, een helm of pantser van een voertuig binnendringt. Die informatie is uiterst waardevol om materialen, of nieuwe combinaties daarvan, te ontwikkelen voor een betere bescherming.

Diagnostische informatie

Wij gebruiken de data van de opnamen om onze eigen rekenmodellen te verrijken en verbeteren. Daarmee voeren we weer geavanceerdere simulaties uit. Voor bedrijven levert het 'door materialen heen kunnen kijken' nauwkeurige diagnostische informatie op, waarmee zij hun producten kunnen optimaliseren. Dat is vooral van belang om nieuwe materialen en combinaties te testen.

Niet eerder vertoond

Er wordt al veel geëxperimenteerd met keramiek en kunststoffen. Het keramiek, hard materiaal, is dan bedoeld om een projectiel zo goed mogelijk tegen te houden, terwijl de kunststof eronder het voorwerp opvangt. De HSX-beelden laten nauwkeurig zien hoe die materialen zich gedragen onder die omstandigheden.

De conclusie van een test kan zijn dat we het materiaal moeten verbeteren. Of dat misschien een derde materiaal nodig is. De inslag, en wat er vervolgens gebeurt met het projectiel en beschermingsmateriaal, is haarscherp te volgen. Dat is niet eerder vertoond. Een uniek diagnostisch systeem om in materialen te kijken, terwijl het projectiel gestopt wordt.

Internationale opvolging

Inmiddels hebben we het HSX-systeem gedemonstreerd tijdens de tweejaarlijkse internationale defensie expo Eurosatory. Bedrijven uit verschillende landen gaven aan met HSX nieuwe kansen te zien hun eigen onderzoek naar beschermingsmiddelen te verbeteren en te versnellen.

Laat je verder inspireren

15 resultaten, getoond 1 t/m 5

Verwerken van stuw-, spring- en pyrotechnische stoffen

Informatietype:
Artikel

Maatschappelijke uitdagingen zoals geopolitieke verwikkelingen, toenemende mondiale spanningen, afhankelijkheid van het buitenland en materiaalschaarste nopen landen ertoe om te zorgen dat hun strijdkrachten optimaal zijn toegerust om zich te verdedigen, zowel nu als in de toekomst.

Procesveiligheid en gevaarlijke goederen

Informatietype:
Artikel

Chemie kan gevaarlijk zijn. Voorbeelden zijn gevaarlijke reagentia, energetische reacties en/of riskante procesomstandigheden.

Geavanceerde materialen en beschermingsconcepten

Informatietype:
Artikel

Tijdens missies en bij de ontwikkeling van platformen voor wapens is lichter altijd beter. Een nieuwe stimulans daarbij is de toenemende behoefte aan meer duurzaamheid en minder ecologische impact.

Ballistische prestaties en persoonlijke bescherming

Informatietype:
Artikel

Welke verwondingen zijn te verwachten na een kogelinslag op een helm? Wat zijn de effecten van een kogel, explosie of granaat (IED) op de mens?

Chemische, biologische, radiologische en nucleaire bescherming

Informatietype:
Artikel

Experimenteel onderzoek en fundamentele kennis van alle onderdelen van de CBRN-verdedigingsketen, geeft TNO de juiste expertise in R&D voor defensie.