В России и в мире появились новые разработки в области материалов, позволяющих производить новые средства индивидуальной защиты для армии, спрос на которые в наше неспокойное время значительно превышает предложение. При разработке этих материалов использовались инновационные разработки и нанотехнологии.

Новое российское химическое волокно для бронежилетов было показано на выставке Milipol-2011 в Париже: оно получило название AuTx, или «золотой текстиль». Кроме того, у нас в стране разрабатывается новый вид защитного покрытия, получивший наименование «Жидкая броня». Завершен первый этап испытаний нанобронежидкости, который подтвердил заданный эффект продукта. Что же это за материалы?

Новое арамидное волокно AuTx, или «золотой текстиль»

Российская компания «Каменскволокно», занимающаяся производством химических волокон различного назначения, представила на выставке Milipol-2011 в Париже новое арамидное волокно AuTx, или «золотой текстиль». Волокно AuTx было разработано совместно с британской компанией Alchemie Technologies.

Основу материала составляет волокно гетероциклического сополимера арамидной семьи.

При этом динамическая прочность AuTx в два раза больше других подобных волокон и нитей. По предварительным данным,

бронежилеты, выполненные из «золотого текстиля» весят вдвое меньше аналогичных средств защиты, изготовленных с применением пара-арамидных материалов (кевлар).

По словам заместителя технического директора «Каменскволокна» Галины Скляровой, сейчас средства бронезащиты, сделанные из AuTx, проходят испытания в спецподразделениях США и Великобритании в Афганистане.

Заинтересованы ли российские военные или специальные службы в испытаниях и покупке нового баллистического материала, не уточняется.

Новый вид защитного покрытия «Жидкая броня»

В России разрабатывается новый вид защитного покрытия, получивший наименование «Жидкая броня».

«Завершен первый этап испытаний нанобронежидкости, в ходе которого был подтвержден заданный эффект продукта», – сообщил исполнительный директор венчурного фонда военно-промышленного комплекса Свердловской области Николай Викторов.

По словам Н. Викторова,

«жидкая броня» может использоваться для усиления защиты любых объектов – автомобилей, вертолетов, катеров, бронежилетов. Материал позволяет усиливать броневую защиту без значительного увеличения ее массы, что происходит в случае использования, например, металлических броневых пластин.

«Жидкая броня» представляет собой гель из твердых наночастиц и жидкого наполнителя. Резкий удар (попадание пули, осколка) заставляет частицы мгновенно связываться друг с другом, превращая гель в твердый композит и препятствуя проникновению инородного тела вглубь структуры. Финансово-промышленный венчурный фонд ВПК уже начал финансирование этого проекта.

Проект «Жидкая броня» нацелен на создание нового вида защитного покрытия, которое при ударе превращается в непробиваемую броню. Исследования 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 твердый композит. Этот фазовый переход происходит менее чем за миллисекунду, что и позволяет создать защиту от различных механических воздействий. Сфера применения новой технологии огромна.

«Жидкая броня» применима как в военных целях, так и в гражданских – для спасателей, пожарных, частных охранных служб, в горно-добывающей отрасли, аэрокосмической, для создания бронированных машин и тому подобное. Успешная реализация проекта позволит вывести на рынок высокотехнологичный и высокодоходный продукт, не имеющий аналогов в России.

На основе «Жидкой брони» разработчики собираются усовершенствовать методику реализации наукоемких процессов. Задача разработчиков – успешно довести новую технологию от НИИ до производственных площадей и конечных потребителей.

Сейчас проект «Жидкая броня» находится в первой стадии реализации, когда проводятся испытания нанобронежидкости для защиты от различного рода механических воздействий в возможных сферах применения. Специалисты Фонда ожидают появление первого образца продукта, полученного в промышленных условиях, к марту 2011 года.

Следует обратить внимание на тот факт, что разработки своей «жидкой брони» и других материалов занимаются и за рубежом. Исследователи из британской компании BAE Systems создали новый вид личной защиты для солдат, совместив «жидкую броню» и стандартный кевлар. «Жидкая броня», разработанная в Великобритании представляет собой кремообразную вязкую субстанцию, способную моментально затвердевать при сильном ударе.

Предполагается, что использование подобного материала позволит значительно снизить вес бронежилетов нового поколения. Англичане называют новое вещество «пулеустойчивым кремом». Испытания «жидкой брони» состоялись в Великобритании в начале июля 2010 года. Для проверки надежности нового материала использовался пневматический пистолет, стреляющий стальными шариками.

Скорость полета такой пульки достигала 300 метров в секунду. Выстрелы производились по двум тестовым стендам. Один такой стенд представлял собой броню, составленную из 31 слоя кевлара, а второй – десять слоев кевлара, чередующихся с «жидкой броней». По данным BAE Systems, смесь кевлара и «пулеустойчивого крема» показала лучшую защиту, чем обычная кевларовая броня. Состав своей «жидкой брони» BAE Systems не раскрывает. Следует отметить, что эксперименты с подобными материалами проводились и прежде.

В частности, в 2009 году в Великобритании был создан гель D3O, способный загустевать при попадании в него пули. Этот гель планировалось использовать при изготовлении касок и бронежилетов, однако он до сих пор не нашел военного применения.

Созданием аналога «жидкой брони» в США занимается компания Armor Holdings, которая уже представила свою разработку Управлению перспективных исследовательских проектов (DARPA) Пентагона. Кроме разработки «жидкой брони», в США компания Battelle создала броневую защиту нового поколения.

Новая комбинированная броня, получившая название Shieldall, имеет многослойную структуру, в которой чередуются стальные, полимерные и металлокерамические слои, и весит почти втрое меньше, чем стальная броневая защита аналогичного уровня. Помимо защиты транспортных средств, броню Shieldall планируется использовать также для изготовления бронежилетов.

Как же предлагается использовать новые материалы в конкретных изделиях?

Использование в бронежилетах волокна AuTx было разработано российской компанией совместно с британской Alchemie Technologies. По предварительным данным, бронежилеты, изготовленные с применением «золотого текстиля», весят в два раза меньше таких же средств защиты,изготовленных с применением пара-арамидных материалов (кевлар). Какие-либо другие подробности о новом химическом волокне для бронежилетов озвучены не были.

В частности, пока остается неизвестным скорость старения материала (кевларовые бронежилеты становятся уязвимыми через пять-десять лет после производства в зависимости от плотности и качества использованного материала), его устойчивость к намоканию и способность сохранять свои свойства в этом состоянии. Известно только, что AuTx устойчиво к огню и может применяться при производстве одежды для пожарных.

Согласно описанию AuTx практически не подвержен старению. Более того, прочность волокон при хранении бронежилетов незначительно увеличивается. В частности, при хранении бронежилетов, выполненных из AuTx, на протяжении десяти лет, их прочность на разрыв возрастает на два процента. Кроме того, волокна AuTx при производстве подвергаются воздействию дополнительного реагента, который позволяет «золотому текстилю» практически не терять своих свойств при контакте с водой, маслом или гидравлическими жидкостями.

Для сравнения, наиболее часто используемый сегодня кевлар теряет свою прочность под воздействием солнечных лучей или при намокании. Правда, свойства материала восстанавливаются после высыхания, а для защиты от дождя в бронежилетах используются или специальные чехлы, или водооталкивающая пропитка. При нагревании кевлар становится хрупким, а хранение бронежилетов при высокой температуре ускоряет старение материала.

Рис. 1. Бронежилет. Фото www.pushkino.org.

В любом случае, говоря о значительном снижении веса бронежилетов, «Каменскволокно», вероятно, имело в виду так называемые «мягкие» средства защиты. В них не используются дополнительные защитные вставки из стали, титана или высокомолекулярного или сверхвысокомолекулярного полиэтилена (ВМПЭ или СВМПЭ).

Такие бронежилеты представляют собой жилетки с вставленными в них пластинами. Последние изготавливаются путем сшивания вместе 15–18 слоев кевлара, терлона или армоса (последние два, по сути, тот же кевлар и отличаются лишь прочностью на разрыв).

Рис. 2. Бронежелет 2-го класса. Фото popgun.ru

Согласно требованиям ГОСТа, такие бронежилеты способны обеспечить защиту вплоть до 2-го класса, реже до класса 2а. Бронежилет 2-го класса обеспечивает защиту от выстрела из пистолета ПСМ с патроном калибра 5,45 мм и пулей Пст или пистолета Токарева с патроном калибра 7,62 мм и пулей Пст.

Класс 2а должен защищать и от выстрела из охотничьего ружья 12-го калибра с патроном калибра 18,5 мм. Ведь если речь идет о более серьезных бронежилетах, обеспечивающих защиту до 4-го класса и выше, то применение более легкого химического волокна вряд ли значительно снизит массу самого средства индивидуальной защиты.

Рис. 3. Бронежилет 6Б13. Фото forum.blackstork.ru

Например, бронежилет 6Б13, созданный в рамках проекта «Забрало» и принятый на оснащение Вооруженных сил России, обеспечивает 4-й класс защиты (выстрел из АК-74 с патроном 5,45 мм и пулей ПП) и весит около 11 кг. Для сравнения 6Б11 проекта «Забрало» обеспечивает 2-й класс защиты и весит всего пять килограммов. Существуют также и более легкие бронежилеты.

Современные арамидные волокна, используемые в настоящее время в бронежилетах, обладают прочностью на разрыв от 280 до 550 кг на квадратный миллиметр. К слову, последний показатель характерен для волокна армос, используемого в нескольких видах российских бронежилетов. Тем не менее, создание новых более прочных и более легких химических волокон, из которых возможно производство защитных тканей, в современных условиях необходимо и должно вестись наравне с эволюцией других элементов средств индивидуальной защиты.

Рис. 4. Бронежилет 6Б43. Фото frontkit.spb.ru.

Например, бронежилет 6Б43, принятый на вооружение в июле 2010 года, использует некоторые элементы из СВМПЭ и обеспечивает круговую защиту по классу 6а (выстрел из винтовки СВД с патроном калибра 7,62 миллиметра и бронебойно-зажигательной пулей Б-32). Жилет построен по модульной схеме, что означает возможность отстегнуть и не использовать те или иные элементы в зависимости от требований выполняемой задачи. 6Б43 в полном сборе весит чуть больше 15 килограммов.

Впрочем, веса бронежилетам добавляют не только арамидные волокна и защитные пластины, но также и заброневые материалы – пластик, поликарбонат или пенорезина. Задача этих материалов уже в том, чтобы ослабить импульс, переданный пулей бронежилету, и таким образом предотвратить или уменьшить так называемую заброневую травму, которая, согласно ГОСТу, должна быть ограничена 2-й степенью (ушибы, очаговые кровоизлияния и незначительные кровоизлияния в брыжейку кишечника с потерей боеспособности бойца не более чем на десять суток).

Современные бронежилеты в большинстве случаев способны надежно защитить бойца, однако по-прежнему обладают массой недостатков, в числе которых – вес, увеличивающийся с повышением класса защиты, комфортность ношения, удобство для размещения дополнительных элементов экипировки. Ведь в бронежилетах массой 15 килограммов и больше уже особо не побегаешь, учитывая, что при себе должно быть также оружие с боезапасом, средства связи, гранаты и каска. Одним словом, пространства для развития еще много.

Рис. 5. Британских солдат оденут в бронированные трусы. Фото www.livestream.ru.

В будущем

Во всем мире сегодня особое внимание уделяется снижению массы носимой защиты. О российских разработках можно сказать лишь, что они ведутся, однако какие-либо подробности о них пока не озвучиваются. Исследования ведутся и в области создания новых материалов, способных обеспечить баллистическую защиту, и в области разработки различных жидкостей и клеев, которые позволят значительно укрепить уже существующие ткани и волокна.

Так, морская пехота и армия США в перспективе намерены полностью отказаться от кевларовых касок MICH и PASGT в пользу шлемов, выполненных из полиэтилена. Новые средства защиты головы, в зависимости от размера, будут легче на 300–1050 граммов. В качестве основного материала рассматривается УВМПЭ (ультравысокомолекулярный полиэтилен), выпускаемый в США под названиями Dyneema и Spectra.

Этот же материал уже используется при производстве бронежилетов, где из него выполнены грудные и спинные пластины. Правда защиту УВМПЭ обеспечивает не один, а в сочетании с вплавленными в него тканями из арамидных волокон. Наконец, с конца 2010 года военнослужащие США и Великобритании в Афганистане при выполнении заданий помимо обычных бронежилета и каски теперь обязаны носить специальные защитные трусы, ткань которых изготовлена из нейлоновых и кевларовых нитей.

Такие трусы не оберегают от повреждений в результате попадания осколка при подрыве на мине, но не дают фрагментам взрывного устройства проникнуть в рану. В перспективе, военные начнут носить и майки, пошитые из того же материала. К слову, этот материал обладает также антибактериальными свойствами, не ослабевающими при стирке. А в условиях жаркого афганского климата это свойство будет очень кстати.