Баллистическая ткань что это за материал

Какие защитные ткани и материалы разрабатывают сегодня для нужд армии

Очень часто внедрению результатов революционного изобретения в жизнь препятствует большая стоимость продукции, связанная с огромными издержками при запуске производства из-за необработанности технологии и других проблем, сопровождающих любое ещё сырое изделие. Поэтому неудивительно, что очень многие вещи стали доступны гражданскому рынку после того, как их стоимость снизилась благодаря массовым военным заказам, уменьшившим себестоимость и запустившим постоянный производственный цикл на предприятиях изготовителя. Армейский контракт всегда был мечтой для любого производителя, так как сложно себе представить другого заказчика, столь постоянного и к тому же имеющего гигантский бюджет. И кажется, что история о приходе на гражданский рынок образцов военной продукции касается в первую очередь сферы высоких технологий вроде GPS, созданного в интересах армии США, а в результате ставшего привычным для огромного числа людей по всему миру. Такая же история может случиться со многими вещами, и сегодня мы расскажем о тканях, которые в ближайшем будущем могут стать неотъемлемой частью нашей жизни.

Баллистическая защита

Одним из значимых достижений химической промышленности второй половины XX века стало появление тканей на основе арамида — синтетического волокна с высокой механической и термической прочностью. Этот материал, сочетающий удивительную прочность, превосходящую сталь в несколько раз, с небольшой плотностью и эластичностью, выдерживающий высокие динамические нагрузки, переносит эти свойства и на ткани, изготовленные из него. Сейчас арамидные волокна используются в автомобильной, авиационной, космической промышленности, при изготовлении корпусов катеров, да и вообще в любой сфере, где есть потребность в жёстких материалах с низкой плотностью.

Как уже говорилось выше, благодаря низкой плотности арамидные волокна по удельной прочности превосходят все известные в настоящее время армирующие волокна и металлические сплавы, поэтому первым и одним из главных назначений для пара-арамидной ткани стала баллистическая защита, то есть использование в бронежилетах, шлемах и иных образцах снаряжения. Многослойные бронежилеты из кевлара (самой знаменитой марки пара-арамида) и его аналогов способны обеспечить гарантированную защиту от небольших осколков, которые по статистике и являются основной причиной ранений на поле боя.

Благодаря низкой плотности арамидные волокна по удельной прочности превосходят все известные в настоящее время армирующие волокна и металлические сплавы.

Помимо бронежилетов, в последнее время стали появляться образцы комбинезонов, также способных обеспечить противоосколочную защиту и при этом не снижающих подвижности человека. Отдельные производители уже сейчас предлагают для сотрудников охранных структур и правоохранительных органов модели курток, внешне не отличимых от обычной одежды и при этом обеспечивающих уровень защиты на уровне бронежилета второго класса, то есть выдерживающего выстрел из пистолета калибром 9 мм.

Важнейшей задачей в настоящее время остаётся снижение массы изделий из пара-арамидных волокон. В связи с ростом требований к степени защиты, обеспечиваемой современным бронежилетом, производители вынуждены использовать дополнительные элементы для усиления, например в виде металлических или керамических пластин, а также прибегать к увеличению количества слоев пара-арамидной ткани. Естественно, что всё это ведёт к резкому утяжелению снаряжения. Не так давно в ограниченное производство был запущен новый материал AuTx — совместная разработка российского предприятия «Каменскволокно» (основного поставщика арамидных материалов для армии) и британской Alchemie Technologies. AuTx, по заявлениям производителей, при сохранении стандартных защитных свойств пара-арамидных тканей обладает вдвое меньшим весом.

Термозащита

Ещё одним немаловажным свойством арамидной ткани является высокий уровень огне- и термозащиты. При этом для метаарамидных волокон (которые и отличаются огнезащитными свойствами) температура плавления будет достигать 400–500 °С. Естественно, что эти качества не могли не привлечь внимания военных, поэтому уже в 1970-е годы во Франции появилась защитная одежда для танкистов. В США компанией Dupont также уже долгие годы производится материал под маркой Nomex, изготовленный из метаарамидного волокна, с включениями металлизированных и антистатических волокон, а также кевлара. Nomex, обладающий низкой теплопроводностью и свойством самозатухания, используется в производстве защитной одежды как для армии, так и для гражданских спасательных служб.

В прошлом году в России в различные армейские соединения, дислоцированные на Дальнем Востоке и Северном Кавказе, впервые стали поступать защитные комплекты для механиков-водителей «Ковбой». Помимо противоосколочного бронежилета и защитной накладки на шлемофон в комплект входит также и огнезащитный комбинезон, изготовленный на основе волокна армос. Комбинезон может выдержать воздействие прямого пламени на протяжении 15 секунд, за которые механик-водитель должен покинуть горящую машину. Если же он не может сделать это сам, то ему должны помочь другие члены экипажа, для удобства которых к воротнику комбинезона приделана петля, потянув за которую человека можно буквально «выдернуть» из люка.

Радиационная защита

Ткани из арамидных волокон, помимо своих баллистических и теплозащитных свойств, обладают ещё одной полезной особенностью: за счёт технологии производства они могут быть насыщены дополнительными веществами и материалами, резко расширяющими их сферу применения. К примеру, компанией Teijin, одним из крупнейших производителей и исследователей в этой сфере, ведутся успешные работы по внедрению технологии производства ткани из арамидного волокна, насыщенного вольфрамом.

Читайте также: Определение вредителей растений по повреждениям тканей растений

Этот тяжёлый металл обеспечивает защиту от ионизирующего излучения и, по сравнению с традиционно используемым в этой области свинцом, не обладает столь высокой токсичностью. Поэтому, несмотря на свою высокую стоимость, по сравнению всё с тем же свинцом, вольфрам также может быть с успехом использован для экранирующей защиты от радиации. Естественно, что задача введения в ткань такого плотного металла, как вольфрам, была совсем не простой, но, как заявляет Teijin в своих пресс-релизах, им удалось добиться приемлемых показателей твёрдости и упругости материала, благодаря своему многолетнему опыту и отдельным технологическим ноу-хау.

Совсем не обязательно, что в будущем вся форма и снаряжение будут изготавливаться из ткани, имеющей радиозащитные свойства. Хотя пока что ни одна из стран, обладающих ядерным оружием, не спешит отказываться от него, и большинство из них имеет также и тактическое ядерное оружие. Поэтому наличие в войсках костюмов для защиты личного состава от поражающего воздействия радиоактивной пыли ещё долго будет оставаться обоснованным. Войска радиационной, химической и биологической защиты Российской армии, как и их аналоги в других странах, предназначены не только для обеспечения действий армии в условиях применения оружия массового поражения, но и для защиты гражданского населения, в том числе ликвидации аварий на радиационно опасных объектах. Даже если не брать в расчёт экранирующие свойства насыщенной металлом ткани, то, учитывая защитные баллистические, термические и огнестойкие свойства арамидных тканей, их преимущества по сравнению с прорезиненной тканью, используемой в защитных костюмах в настоящее время, вполне очевидна. Кстати, для прорезиненной ткани Т-15, из которой сейчас изготавливаются отечественные комплекты ОЗК, производитель указывает температурный предел всего в 50 °С.

Жидкая броня

В последние десятилетия всё больше внимания уделяется возможности обеспечить бойцу защиту не только от осколков, но уже и от пуль, что является куда более сложной задачей. Масса противопульного бронежилета и так может достигать 15 килограммов, и снижение веса всегда будет сказываться на защищённости носителя. Выходом из ситуации может стать появление жидкой брони, работающей по совершенно иному принципу.

Исследования в этой области направлены на создание нового вида защитного покрытия, которое при ударе превращается в непробиваемую броню. Они показали, что эффект такой защиты достигается благодаря применению растворов со сверхтвердыми наночастицами в неиспаряющейся жидкости. При механическом давлении высокой энергии наночастицы собираются в кластеры, изменяя при этом структуру раствора жидкости, который превращается в твёрдый композит. Этот фазовый переход происходит менее чем за миллисекунду, что и позволяет создать защиту от различных механических воздействий.

Затвердевающая жидкость является только одним из компонентов новой брони, в которой пуле или осколку противодействуют несколько слоёв высокомодульных волокон, твёрдых тел и энергия направленных взрывов.

При механическом давлении высокой энергии наночастицы собираются в кластеры, изменяя при этом структуру раствора жидкости, который превращается в твёрдый композит.

«Способ противодействия многослойной брони ударно-проникающему воздействию пули» был запатентован с приоритетом от 2010 года, а само описание изобретения к патенту было опубликовано Роспатентом 10 января текущего года. В качестве изобретателей указаны четверо конструкторов НИИ «Стали».

Сходные разработки идут и за рубежом. Ещё в 2010 году Британская BAE Systems представила «кремовый» бронежилет, названный так за схожесть процессов, происходящих с жидкостью в момент попадания в неё пули, с процессами при взбивании крема для торта, густеющего при механическом воздействии. То же происходит и с жидкой бронёй — чем сильнее удар, тем больше сопротивление жидкости. Американская Armor Holdings уже успела предоставить свои наработки в этой области на экспертизу DARPA — агентства Пентагона, отвечающего за разработку новых технологий для использования в вооружённых силах.

Помимо снижения массы, очевидным преимуществом новой брони будет возможность использовать её и для защиты конечностей, которые сейчас остаются практически «голыми» из-за требований к сохранению подвижности и весу защиты. В идеале, вероятно, можно ожидать появления комбинезона, обеспечивающего максимально возможную защиту всего тела. На гражданском рынке подобная защита будет востребована не только спасателями, но и представителями других экстремальных профессий, так же как и спортсменами травмоопасных видов спорта. Огромный потенциал имеется у «жидкой брони» и при использовании для защиты техники, как боевой, так и гражданской. Пока же вопрос производства и внедрения подобных средств защиты упирается в высокую стоимость и недостаточную технологичность, которые, однако, могут быть легко преодолены, учитывая интерес армий и спецслужб — самых заинтересованных и платёжеспособных потребителей подобных разработок.

Читайте также: Декупаж журнального столика тканью

Боевая защита для пехотинцев и наземной техники

Баллистическая броня для пехоты изготавливается из полотна на основе арамидных волокон. Часто можно услышать, как такой материал называют кевлар, но это не совсем корректно. Кевлар — это известная торговая марка, которая производит баллистическую ткань. Узнаваемость превратила имя собственное в нарицательное. Из этой статьи ты узнаешь про баллистическую защиту для военнослужащих, мы перечислим все основные материалы и технологии, включая керамику и высокомодульный полиэтилен. Также мы расскажем, из чего и как делают такую же броню для наземной техники, а еще приоткроем тайну, чего ждать в будущем.

Баллистическая ткань очень легкая и эластичная, при этом достаточно прочная, чтобы задержать пулю. Это оптимально для производства бронежилетов для пехоты. Такие средства защиты относятся ко второму классу, иногда — к третьему. Защиту не видно под одеждой, она не стесняет движения, при этом соответствует своему назначению. Ткань используется самостоятельно или в качестве подкладки под плотные пластины, в таком случае она будет улавливать осколки, которые смогли пробить твердый элемент.

Как производят бронежилеты?

Так как бронежилет прикрывает верхнюю половину тела, он должен защитить жизненно важные органы в области груди и живота. Используются материалы со сберегающими свойствами, они оберегают от осколков и пуль, рассеивают их энергию. Чаще всего их делают из арамида, кевлара, титана или стали, пластин из керамики. Отечественные производители обычно отдают предпочтение кевлару, поэтому название у нас так сильно распространено.

Используется 30-50 слоев ткани в сочетании с демпферным буфером из ватина. Большее количество слоев предоставило бы более высокую защиту, но тогда движения человека были бы стеснены. Именно поэтому придерживаются золотой середины. Для строчек используются только армированные нити. В выкройках есть карманы, в конце производства в них будут вшиты пластинки-бронеэлементы, к примеру, стальные или керамические.

Вес может составлять от 2 до 20 кг, чем больше бронеэлементов и слоев — тем тяжелее. Очень плотные изделия не только мешают свободно двигаться, но и вызывают перегрев с последующим тепловым ударом. Задерживать тепло будет даже самый тонкий бронежилет, поэтому их нельзя носить постоянно.

Материалы

Какой будет использоваться материал зависит от того, какому классу брони должно соответствовать изделие. В свою очередь класс подбирается в зависимости от оружия, от которого должна защитить броня. Рассмотрим самые распространенные типы материала, а узнать о классах ты можешь из статьи “Подробный обзор классов бронежилетов разных стран мира”.

Баллистические ткани

Это текстильные ткани, созданные из арамидных волокон. Из них делают бронежилеты как для военных, так и для гражданских людей. Эти волокна тонкие, как паутинки, обычно они желтые, но бывают и других цветов. Из волокон делают нити, из них — ткани, в результате получается достигнуть высокой прочности к механическим воздействиям. В России крупнейшими марками являются СВМ, РУСАР. Эксперты мирового уровня высказываются, что потенциал российских арамидных волокон не раскрыт полностью. В качестве примера они приводят тот факт, что наши изделия превосходят зарубежные по соотношению веса и защитных свойств. Некоторые композитные структуры не уступают сверхмолекулярному полиэтилену, но при этом их плотность примерно в полтора раза ниже.

Сталь и алюминиевые сплавы

Впервые использовать бронепластины начали еще в Средневековье, затем про них надолго забыли. Об альтернативном решении рассказывается в статье “Как выглядела мягкая броня средневековья – Гамбезон?”.

Практика возобновилась только во времена Первой и Второй Мировой войны. Но легкие сплавы появились не тогда, а позже. В период Афганской войны стали изготавливать бронежилеты со вставками из титана и алюминия. Это позволило сделать пластинки тоньше, примерно в два-три раза относительно стальных. Соответственно, вес тоже существенно снизился.

Алюминий способен защитить от бронебойных пуль на 12,7 и 14,5 мм. Помимо этого он оберегает от осколков и мин. Титан превосходит по механическим качествам, к тому же он обладает исключительной коррозионной стойкостью, то есть очень практичен. Сплавы титана обладают разными свойствами в зависимости от добавок.

Керамические элементы

В 80-е годы появилась очередная новинка — замена определенных элементов на керамику с целью улучшить соотношение веса и степени защиты. Но применять такие вставки можно исключительно с материалами из баллистических волокон. Решение не очень практичное, так как керамика хрупкая и требует аккуратного отношения, что невозможно соблюсти в условиях военных действий.

В 90-е годы Министерство обороны поставило задачу сделать керамические панели более практичными. Так появилась отечественная разработка “Гранит-4”, это целая серия бронепанелей. Однако, несмотря на недостаток, за границей основная масса вставок в бронежилетах делается именно из керамики. Их изготовление не очень энергоемкое и дорогое. А недостаток не такой уж существенный, так как вероятность того, что солдат будет дважды поражен в одну и ту же зону на теле очень невысока.

Читайте также: Интерьерная ткань для стен

Высокомодульный полиэтилен

Он же — слоистый пластик. На данный момент считается одним из самых технологичных и современных видов, обеспечивает защиту 1-3 класса. Лидирует СВМПЭ — сверхмодульный полиэтилен, он максимально легкий, а по прочности практически не уступает арамидным волокнам. Еще одно преимущество — способность плавать и не терять своих качеств. Арамидные тоже обладают положительной плавучестью, но при попадании в воду они снижают степень защиты.

Очень жаль, но делать такие бронежилеты для военных нельзя. На поле боя велика вероятность столкнуться с открытым огнем или очень горячими предметами. Хоть панели и высокомодульные, но они в ракурсе огнестойкости остаются полиэтиленом. Его нельзя подвергать нагреванию выше 90 градусов. Поэтому из служащих такая броня применима только для полицейских, так изготавливают жилеты для них.

От пистолетных пуль и осколков СВМПЭ защищает очень хорошо, но он не сможет противостоять твердосплавному сердечнику, как и термоуплотненному. Для улучшения характеристик этот материал используется в сочетании с композитными бронепанелями.

Комбинированная броня

Комбинированный тип — это практично, составляющие подбираются в зависимости от предполагаемой эксплуатации. При использовании в сочетании материалы улучшают свойства друг друга и позволяют наиболее точно приблизиться к оптимальным по всем показателям характеристикам.

В наши дни большое значение имеют уже не непосредственно материалы для изготовления бронежилетов, а типы покрытия. Нанотехнологии подводят индустрию к периоду глобального обновления. Уже сейчас разрабатываются такие изделия, которые превосходят используемые по механической устойчивости, но при этом значительно легче и тоньше. К этому стремятся приблизиться за счет нанесения на кевлар с водоотталкивающими свойствами особого геля, состоящего из наночастиц. Благодаря этому стойкость исходного материала пятикратно повышается. Соответственно в том же классе могут присутствовать средства защиты, которые тоньше, легче и удобнее.

Броня для наземной техники

Техника, которая находится на поле боя на земле, функционирует в насыщенных условиях, она может подвергнуться воздействию всех средств поражения. В этом ее отличие от тех средств, которые используют в воздухе, на воде и под ней. Она сталкивается со снарядами, пулями, осколками, ракетами в калибре от 5,45 до 203 мм. Еще одна сложности в небольшом расстоянии от атакующего, кораблю на принятие решение отводится гораздо больше времени, чем танку. Это причины, по которым броня наземной техники должна быть исключительно прочной и надежной. Степень защиты определяется распределением брони и ее весом относительно массы всей конструкции.

Бронезащита

Многократно преображалась, прошла эволюционирование от литой и катаной брони до стальной гетерогенной, в составе которой несколько слоев различной плотности. Она не могла не развиваться, так как идет нога в ногу со средствами поражения, а они не стоят на месте. Прорывом стало появление кумулятивных элементов, они относительно недорогие и компактные, отличаются универсальностью. Еще один прорыв — появление композитной защиту, в которую входят не только броневые стали, но и детали не из металла: ткани, про которые рассказывалось выше, фарфор, керамика.

Динамическая

Является активной, разрушает кумулятивную струю или боеприпас, подрывая небольшое количество взрывчатого вещества. Причем стимулом к подрыву становится сам атакующий элемент. Данный тип брони весьма распространен на современных российских наземных боевых машинах.

Электрическая и электромагнитная

В наиболее перспективных моделях используется защита нового типа, она работает по разным принципам. Один из них — выбрасывание защитного щита в ту сторону, откуда идет атака. Заброс осуществляется не за счет подрыва взрывчатки, а в результате электро-температурного влияния на экран. Применяются принципы электромагнитного воздействия, тогда на кумулятивную струю или снаряд действует высоковольтный разряд, который несет в себе энергию 10-20 кДж.

У защиты такого типа есть преимущество — небольшая отдача на носитель. Благодаря этому ее можно устанавливать на легкую бронетехнику. Окружающие объекты, к примеру, сопутствующие пехотинцы тоже получают минимальное воздействие. Есть и недостаток, это необходимость установки сильного источника энергии. Это реализуемо на платформах с электрическими двигателями, но для традиционных силовых установок весьма проблематично.

Мы рассмотрели разные типы защиты, в том числе и баллистическую броню, способы противостояния атаке для пехотинцев и военной наземной технике. В эту сферу внедряются самые инновационные решения, однако, некоторые старые технологии все еще остаются востребованными и незаменимыми.

• Свежие записи
  • Балкон в многоквартирном доме: является ли он общедомовым имуществом?
  • Штраф за остекление балкона в 2022: что это и как избежать наказания
  • Штраф за мусор с балкона: сколько заплатить за выбрасывание окурков
  • Оформление балконного окна: выбираем шторы из органзы
  • Как выбрать идеальные шторы для маленькой кухни с балконом