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.

 

 

Какие защитные ткани и материалы разрабатывают сегодня для нужд армии. Изображение № 1.

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.

 

Какие защитные ткани и материалы разрабатывают сегодня для нужд армии. Изображение № 2.

 

Какие защитные ткани и материалы разрабатывают сегодня для нужд армии. Изображение № 3.

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.

 

Какие защитные ткани и материалы разрабатывают сегодня для нужд армии. Изображение № 4.

 

 Какие защитные ткани и материалы разрабатывают сегодня для нужд армии. Изображение № 5.

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.

 

Какие защитные ткани и материалы разрабатывают сегодня для нужд армии. Изображение № 6.

 

 

Какие защитные ткани и материалы разрабатывают сегодня для нужд армии. Изображение № 7.

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.