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.
Читайте также: Ткань чтобы сделать ковер
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.
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.
Читайте также: Как сделать выкройку для абажура из ткани
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.
Какие ткани используют для пошива спецодежды?
Специальная одежда предназначена для защиты здоровья и жизни работника от всевозможных негативных факторов, возникающих в рабочем процессе. Технология конструирования и пошива такой одежды регулируются Техническим регламентом Таможенного Союза «О безопасности средств индивидуальной защиты».
Особое внимание уделяется подбору ткани. В отличие от повседневной одежды, спецодежда изготавливается из более плотных и прочных видов тканей, устойчивых к растяжению, истиранию и разрывам. Специальная обработка химическими средствами наделяет такую ткань дополнительными свойствами: водонепроницаемость, огнеупорность, устойчивость к воздействиям химикатов, нефтепродуктов и других агрессивных сред.
Идеальная ткань для спецодежды, помимо защитных качеств, обладает отличными гигиеническими свойствами. Она приятна на ощупь, не вызывает аллергических реакций и обеспечивает нормальный воздухообмен.
Для пошива спецодежды используется три типа тканей: синтетическая, натуральная и смесовая.
Синтетические ткани для спецодежды
Синтетические ткани выполнены из волокон, полученных путем химических реакций из нефтепродуктов, целлюлозы, природного газа и т.д. Несмотря на разнообразие таких тканей, все они обладают схожими достоинствами: мало весят, легко отстирываются, быстро сохнут и долго сохраняют первоначальные свойства и внешний вид. К недостаткам можно отнести неспособность «дышать», минимальная гигроскопичность, способность скапливать статическое электричество. Тем не менее, именно синтетические ткани подходят для изготовления верха и подкладки, если главное предназначение изделия – защита от ветра и влаги.
Читайте также: Ткань барьер ветрозащитная характеристики
Чаще всего для пошива спецодежды используется полиэфирная ткань марки Оксфорд. В ее состав входят нейлоновые и полиэстеровые волокна. На внутреннюю поверхность ткани наносится полиуретановое покрытие. Используя волокна различной толщины, получают ткань разной плотности (от 210 до 600 Den).
В качестве утепляющей подкладки для демисезонной спецодежды, а также изготовления термобелья нередко используется Флис. Это синтетическое трикотажное полотно производится из полиэстера и отличается отличными теплозащитными и «дышащими» свойствами.
Для пошива плащей и влагозащитных костюмов используется Нейлон – тканый материал из синтетических нитей. При своей легковесности, он обладает хорошими водоотталкивающими свойствами и препятствует проникновению холодного воздуха.
Одним из высокотехнологичных видов синтетики можно назвать Мембранную ткань. Она состоит из нескольких слоев. Верхний слой самый прочный и стойкий к внешним воздействиям. Нижний – мягкий и комфортный. Между ними расположены мембраны, особая структура которых обеспечивает беспрепятственный и естественный вывод водяных паров. Ткань популярна среди изготовителей спортивной одежды, а также одежды для охоты, рыбалки и туризма.
Натуральные ткани для спецодежды
Не секрет, что ткани из натуральных волокон обладают самыми высокими гигиеническими свойствами, поэтому актуальны для спецодежды, которая непосредственно соприкасается с телом. Это медицинские халаты, куртки поваров, комплекты массажистов и т.д.
Самый популярный вид ткани натурального происхождения – это Бязь. Она производится из хлопка, поэтому отлично впитывает влагу, «дышит» и не вызывает аллергии. Идеально подходит для летних моделей одежды для кондитеров, поваров, пекарей, а также санитарной одежды.
Натуральная Саржа, выполненная из 100%-го хлопка, отличается от бязи способом переплетения нитей и более высокой плотностью. Она достаточно прочна и может выдержать значительные нагрузки.
Сукно представляет собой шерстяную или полушерстяную ткань, прочность и теплозащитные свойства которой обеспечены за счет высокой поверхностной плотности и сваливания волокон.
Брезент или Парусина — очень плотная и выносливая натуральная ткань, с ее поверхности буквально скатываются капли расплавленного металла и искры. Она используется для пошива экономичных костюмов сварщиков и металлургов. Предварительно ткань подвергается специальной огнеупорной обработке.
Смесовые ткани для спецодежды
Идеальная комбинация положительных характеристик синтетических и натуральных тканей выражена в тканях смесовых, так как в их состав входят и те, и другие. Существует масса разновидностей смешанных тканей. Они отличаются друг от друга процентным соотношением синтетики и хлопка, плотностью, переплетением и структурой нитей.
Большой популярностью пользуется ткань, состоящая из хлопчатобумажных и полиэфирных нитей. Так, медицинские и санитарные костюмы и халаты чаще всего шьют из ткани «Ти-Си» плотностью 120 г/м 2 . Она на 35% состоит из хлопка и на 65 % из полиэфира, а также имеет водоотталкивающую пропитку.
Путем саржевого переплетения хлопка (65%) и полиэстера(35%) получают ткань под названием Саттори. Мягкая и комфортная, она также используется для пошива медицинской одежды и комплектов для сферы обслуживания.
Практически одинаковое соотношение хлопка и полиэстера (49% х 51%) можно увидеть в ткани Грета. Структура ткани такова, что синтетические нити образуют наружную поверхность полотна, а хлопок остается на изнанке. Грета плотностью 210 -321 г/м 2 применяется для изготовления униформ силовых структур, спецодежды работников ЖКХ и сельского хозяйства, одежды для охоты и рыбалки. В зависимости от назначения, ткань может иметь специальную обработку (АСО, ВО,МВО,МНВО, К20,К50), либо защитное пленочное покрытие (ПлПУ, ПлПУМ, ПлЗЛАМ).
Какую ткань выбрать?
От того, какая ткань использована для пошива, зависят свойства и характеристики спецодежды. Прежде чем делать заказ, следует убедиться, что выбранные модели сшиты из «правильной» ткани и обладают необходимыми защитными свойствами.
- 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