В современных армиях вопросам выживаемости личного состава уделяется очень большое внимание. Работы по созданию новых бронежилетов и защитных материалов ведутся в мире постоянно. Одним из перспективных российских материалов стала «Супернить», о которой российская пресса впервые начала активно писать в январе 2021 года.
Разработчики индивидуальной боевой экипировки прекрасно понимают, что характеристики средств индивидуальной бронезащиты во многом зависят от удельного веса используемых в производстве материалов. В процессе развития военная промышленность перешла от стали с удельным весом 8 г/см3 сначала на титан – 4,5 г/см3, затем на алюминий – 2,7 г/см3, а в дальнейшем и на полимерные композитные материалы с показателями 1,5-2 г/см3, сообщает официальная газета Минобороны РФ «Красная Звезда».
Уже в этом веке прогресс шагнул ещё дальше. На базе полиэтиленовых волокон с удельным весом на уровне всего 0,97 г/см3 удалось получить композитные материалы такой прочности, которая позволяла выпускать бронежилеты, защитные шлемы и элементы защиты бронетехники. Речь идёт о сверхвысокомолекулярных волокнах. Изготовленные из них шлемы весили всего 0,8 кг, их производство было впервые развёрнуто в США и Германии. Благодаря усилиям российских инженеров и учёных аналогичные технологии появились и в нашей стране.
Что собой представляет «Супернить»
«Супернить» – это перспективный российский материал с высокими защитными свойствами. Его производство можно будет развернуть непосредственно в России и использовать при изготовлении бронежилетов, а также иных средств индивидуальной защиты военнослужащих. За этим необычным названием скрывается особо лёгкое сверхвысокомолекулярное полиэтиленовое волокно (СВМПЭ). Новое вещество было создано российскими химиками из НИИ синтетического волокна в Твери.
Удельная прочность нового материала составляет 350 гс/текс (показатель относительной разрывной нагрузки). Это почти в 1,5 раза превосходит показатели лучших на данный момент арамидных волокон типа «Кевлар». По словам главного конструктора по системам защиты боевой экипировки военнослужащих и гендиректора компании «Армоком» Евгения Харченко, разработать композитный состав на основе новых волокон удалось только в 2020 году.
Исходные нити СВМПЭ и панели из СВМПЭ композита (грудная и ножная), все фото: armocom.ru
По словам специалиста, сложность заключалась в том, что из-за практически нулевого коэффициента трения наряду с высокой электризуемостью новые волокна не представлялось возможным перерабатывать с использованием традиционных ткацких методов в эффективную ткань. Другой проблемой стал поиск подходящего полимерного связующего, для того чтобы склеить волокна СВМПЭ в монолитный композит. Проблема заключалась в том, что адгезионная способность нового материала была близка к нулю.
Перечисленные трудности стали причиной того, что композит на основе нового волокна тверских химиков удалось создать только в 2020 году. Композит на основе «Супернити» стал результатом совместной работы инженеров компании «Армоком» и Центрального НИИ спецмашиностроения (Хотьково). Российские специалисты не только подобрали нужный состав композита на основе нового волокна, но и разработали эффективные технологии формования плоских и криволинейных изделий из «Супернити».
Благодаря усилиям отечественных химиков и инженеров, работающих с композитами, в стране появился уникальный по своим возможностям и эффективности композитный материал. Он обладает высокими баллистическими и конструкционными свойствами. Что ещё более важно, материал можно будет довести до стадии практического применения силами российских предприятий промышленности. В перспективе он сможет составить достойную конкуренцию иностранным аналогам, в чём-то превосходя их уже сейчас.
Что известно о защитных свойствах нового материала
Опубликованные компанией «Армоком» материалы дают представление о защитных свойствах нового композита. При существенно меньшей плотности российского полиэтиленкомпозита, новый материал обладает прочностными характеристиками на уровне лучших иностранных аналогов.
Наиболее важным является то, что баллистические свойства «Супернити» не только на 40 процентов превосходят арамидные композиты на основе ткани «Кевлар», но и значительно выше иностранных СВМПЭ композитов. В «Армокоме» отмечают, что достижение лучших характеристик нового защитного материала может быть связано с применённой нетрадиционной намоточно-компрессорной технологией.
Характер разрушения пуль 7Н28 при обстреле СВМПЭ композита толщиной 10 мм – пробито 40 % толщины
По удельному весу новое российское вещество компании «Армоком» соответствует израильскому СВМПЭ UD (UniDirectional). UniDirectional – это израильский современный композитный материал для баллистической защиты. И российская, и израильская разработки имеют одинаковый удельный вес – 0,98 г/см3. При этом прочность при растяжении российского вещества составляет 950 МПа, израильского – около 900 МПа. Противоосколочная стойкость «Супернити» V50 составляет – 670 м/с, израильского композита UD – 630 м/с. Противоосколочная стойкость V50 говорит нам о скорости встречи имитатора осколка с защитным элементом, при которой обеспечивается его непробитие с вероятностью 0,5.
Стоит отметить, что широко распространённый американский арамидный органопластик типа «Кевлар» существенно проигрывает перечисленным СВМПЭ. Так, его удельный вес достигает 1,25 г/см3, прочность при растяжении – 800 МПа, противоосколочная стойкость V50 – 480 м/с. Все перечисленные характеристики приводятся компанией «Армоком» для бронематериалов с поверхностной плотностью арматуры 4 кг/м2.
Помимо хорошей защиты от осколков новый российский композитный материал получит способность останавливать автоматные пули. В компании «Армоком» отмечают, что если традиционно для защиты от автоматных боеприпасов необходимо было комбинировать сверхтвёрдые керамические пластины с удельным весом примерно 3 г/см3 на лицевой стороне защиты с органопластиком на тыльной стороне броневых элементов, то новый материал позволит обойтись без сравнительно тонкой керамики.
В компании отмечают, что разработанный полиэтиленкомпозит обладает способностью останавливать многие современные остроугольные пули без дополнительного использования керамики. В «Армокоме» подчёркивают, что пробиваемое пулей отверстие самозатягивается, обжимая пулю со всех сторон. Или же новый композит действует как моментально твердеющий состав, который просто дробит оболочку, а иногда и сам сердечник пули.
Важным плюсом и преимуществом всех СВМПЭ волокон, в отличие от большинства существующих композитных материалов, является то, что они обладают положительной плавучестью. Эта особенность материала позволяет производить бронежилеты, эффективные даже при преодолении водных преград. Подобные средства защиты будут очень кстати в экипировке морских пехотинцев и моряков. Разработчик израильского СВМПЭ волокна UD-UniDirectional подчёркивал также, что материал обладает нулевым водопоглощением.
Какие возможности открывает использование российских СВМПЭ
Уже сейчас на основе созданных новейших СВМПЭ волокон отечественные специалисты произвели различные композитные бронеэлементы, предназначенные для защиты жизненно важных органов военнослужащих от ручного огнестрельного оружия противника, а также ног от воздействия осколков. В отличие от всех иностранных аналогов, российские элементы бронезащиты впервые были произведены методом намотки.
Образцы шлема и грудной бронепанели из намоточно-компрессионного СВМПЭ композита
В перспективе новое российское СВМПЭ волокно, получившее условное обозначение «Супернить», может быть использовано при изготовлении защитных элементов для нового поколения боевой экипировки «Ратник» или абсолютно нового комплекта экипировки уже под другим названием.
Первые защитные элементы, которые могут стать основой для новой боевой экипировки военнослужащих, уже сделаны в компании «Армоком». В частности, с использованием СВМПЭ композита были изготовлены шлем и грудная панель бронежилета. По словам испытывавшего изготовленный комплект инженера Юрия Данилина, новое изделие значительно отличается в лучшую сторону по эргономике и весу от комплекта «Ратник», с которым ему ранее также приходилось иметь дело.
Важным достижением для российской оборонки стало то, что страна получила возможность выпускать защитную продукцию нового класса на основе материалов, на 20-35 процентов превосходящих широко распространённые в мире арамидные органопластики типа «Кевлар». Также реализуется процесс импортозамещения, когда существенная часть или все объёмы СВМПЭ можно будет производить в России. До этого момента подобные материалы закупались нашей страной за рубежом. Ещё один положительный момент непосредственно вытекает из предыдущего – российские материалы стоят в два раза дешевле иностранных аналогов.