„Superthread” îi va proteja pe soldații ruși de gloanțe și schije
În armatele moderne, se acordă foarte multă atenție problemelor supraviețuirii personalului. Lucrările la crearea de noi veste antiglonț și materiale de protecție sunt în desfășurare în întreaga lume. Unul dintre materialele rusești promițătoare a fost Superthread, despre care presa rusă a început să scrie în mod activ în ianuarie 2021.
Dezvoltatorii de echipamente personale de luptă sunt bine conștienți de faptul că caracteristicile echipamentelor personale de protecție a armurii depind în mare măsură de greutatea specifică a materialelor utilizate în producție. În procesul de dezvoltare, industria militară a trecut de la oțel cu greutatea specifică de 8 g/cm3, mai întâi la titan - 4,5 g/cm3, apoi la aluminiu - 2,7 g/cm3, iar mai târziu la materiale compozite polimerice cu indicatori de 1,5 -2 g/cm3, conform ziarului oficial al Ministerului Apărării al Federației Ruse „Krasnaya Zvezda”.
Deja în acest secol, progresul a mers și mai departe. Pe baza fibrelor de polietilenă cu o greutate specifică de numai 0,97 g/cm3, a fost posibil să se obțină materiale compozite cu o rezistență atât de mare încât a fost posibilă producerea de blindaje, căști de protecție și elemente de protecție pentru vehicule blindate. Vorbim despre fibre cu greutate moleculară ultra-înaltă. Căștile realizate din ele cântăreau doar 0,8 kg, producția lor a fost lansată pentru prima dată în SUA și Germania. Datorită eforturilor inginerilor și oamenilor de știință ruși, în țara noastră au apărut tehnologii similare.
Ce este „Superthread”
„Superthread” este un material rusesc promițător, cu proprietăți de protecție ridicate. Producția sa poate fi desfășurată direct în Rusia și utilizată la fabricarea vestelor antiglonț, precum și a altor echipamente de protecție personală pentru personalul militar. În spatele acestui nume neobișnuit se află o fibră de polietilenă cu greutate moleculară ultra-înaltă (UHMWPE) deosebit de ușoară. Noua substanță a fost creată de chimiști ruși de la Institutul de Cercetare a Fibrelor Sintetice din Tver.
Rezistența specifică a noului material este de 350 gs/tex (un indicator al sarcinii relative de rupere). Acesta este de aproape 1,5 ori mai mare decât indicatorii celor mai bune fibre de aramidă de tip Kevlar în acest moment. Potrivit lui Yevgeny Kharchenko, proiectant-șef pentru sistemele de protecție pentru echipamentele de luptă ale personalului militar și CEO al Armokom, a fost posibil să se dezvolte o compoziție compozită bazată pe fibre noi abia în 2020.
Fire UHMWPE inițiale și panouri compozite UHMWPE (toracice și picior), toate fotografiile: armocom.ru
Potrivit specialistului, dificultatea constă în faptul că, din cauza coeficientului de frecare aproape zero, împreună cu electrificarea ridicată, nu a fost posibilă prelucrarea fibrelor noi folosind metodele tradiționale de țesut într-o țesătură eficientă. O altă provocare a fost găsirea unui liant polimeric adecvat pentru a lega fibrele UHMWPE într-un compozit monolitic. Problema a fost că puterea adezivă a noului material era aproape de zero.
Aceste dificultăți i-au determinat pe chimiștii din Tver să creeze un compozit bazat pe o nouă fibră abia în 2020. Compozitul bazat pe „Superthread” a fost rezultatul muncii comune a inginerilor de la compania „Armokom” și Institutul Central de Cercetare a Construcțiilor de Mașini Speciale (Khotkovo). Specialiștii ruși nu numai că au selectat compoziția necesară a compozitului pe baza noii fibre, ci au dezvoltat și tehnologii eficiente pentru turnarea produselor plate și curbate de la Superthread.
Datorită eforturilor chimiștilor și inginerilor autohtoni care lucrează cu compozite, în țară a apărut un material compozit unic prin capacități și eficiență. Are proprietăți balistice și structurale ridicate. Mai important, materialul poate fi adus la stadiul de aplicare practică de către întreprinderile industriale rusești. În viitor, el va putea concura cu analogi străini, depășindu-i în anumite privințe deja acum.
Ce se știe despre proprietățile de protecție ale noului material
Materialele publicate de Armocom oferă o idee despre proprietățile de protecție ale noului compozit. Cu o densitate semnificativ mai mică a compozitului de polietilenă rusească, noul material are caracteristici de rezistență la nivelul celor mai buni analogi străini.
Cel mai important, proprietățile balistice ale Superthread nu sunt doar cu 40% superioare compozitelor aramid pe bază de țesătură Kevlar, ci și semnificativ superioare compozitelor UHMWPE străine. Armocom observă că atingerea celor mai bune caracteristici ale noului material de protecție poate fi asociată cu tehnologia netradițională a compresorului de bobinare aplicată.
Natura distrugerii gloanțelor 7N28 la bombardarea unui compozit UHMWPE de 10 mm grosime - 40% din grosime a fost străpunsă
În ceea ce privește greutatea specifică, noua substanță rusă a companiei Armocom corespunde UHMWPE UD israelian (UniDirectional). UniDirectional este un material compozit de protecție balistică avansată israelian. Atât dezvoltările rusești, cât și cele israeliene au aceeași greutate specifică - 0,98 g/cm3. În același timp, rezistența la tracțiune a substanței rusești este de 950 MPa, israeliană - aproximativ 900 MPa. Rezistența anti-fragmentare a Superthread V50 este de 670 m/s, compozitul israelian UD este de 630 m/s. Rezistența anti-fragmentare a lui V50 ne spune despre viteza cu care simulatorul de fragmente întâlnește elementul de protecție, la care nu este pătruns cu o probabilitate de 0,5.
Trebuie remarcat faptul că larg răspândit aramid organoplastic american de tip Kevlar pierde în mod semnificativ în fața UHMWPE listat. Astfel, greutatea sa specifică atinge 1,25 g/cm3, rezistență la tracțiune - 800 MPa, rezistență anti-fragmentare V50 - 480 m/s. Toate caracteristicile enumerate sunt date de Armocom pentru materiale blindate cu o densitate a suprafeței de armare de 4 kg/m2.
Pe lângă o bună protecție împotriva fragmentelor, noul material compozit rusesc va avea capacitatea de a opri gloanțe automate. Compania „Armocom” observă că, dacă în mod tradițional pentru protecția împotriva muniției automate a fost necesară combinarea plăcilor ceramice superdure cu o greutate specifică de aproximativ 3 g / cm3 pe partea frontală a protecției cu organoplastic pe partea din spate a elementelor de armătură, atunci noul material va face posibil să se facă fără ceramică relativ subțire .
Compania observă că compozitul de polietilenă dezvoltat are capacitatea de a opri multe gloanțe moderne cu unghi ascuțit fără utilizarea suplimentară a ceramicii. În „Armokom” ei subliniază că gaura străpunsă de un glonț se autostrânge, comprimând glonțul din toate părțile. Sau noul compozit acționează ca un compus de întărire instantanee care pur și simplu zdrobește jacheta și, uneori, miezul glonțului în sine.
Un plus și un avantaj important al tuturor fibrelor UHMWPE, spre deosebire de majoritatea materialelor compozite existente, este că au flotabilitate pozitivă. Această caracteristică a materialului permite producerea de veste antiglonț care sunt eficiente chiar și atunci când se depășesc barierele de apă. Un astfel de echipament de protecție va fi foarte util în echipamentul marinarilor și marinarilor. Dezvoltatorul fibrei israeliene UHMWPE UD-UniDirectional a subliniat, de asemenea, că materialul are absorbție zero de apă.
Ce oportunități deschide utilizarea UHMWPE rusă
Deja acum, pe baza celor mai recente fibre UHMWPE, specialiștii autohtoni au produs diverse elemente de armură compozite concepute pentru a proteja organele vitale ale personalului militar de focul de pistol. arme inamicul, precum și picioarele de la impactul fragmentelor. Spre deosebire de toți omologii străini, elementele de protecție a blindajului rusesc au fost produse mai întâi prin înfășurare.
Mostre de cască și panou de armură pentru piept din compozit UHMWPE de compresie înfășurată
În viitor, noua fibră rusă UHMWPE, care a primit simbolul „Superthread”, poate fi utilizată la fabricarea elementelor de protecție pentru o nouă generație de echipamente de luptă „Warrior” sau un set complet nou de echipamente sub un alt nume.
Primele elemente de protecție care pot deveni baza pentru noile echipamente de luptă ale personalului militar au fost deja realizate de Armocom. În special, folosind compozitul UHMWPE, au fost realizate o cască și un panou pentru piept al armurii. Potrivit inginerului Yuri Danilin, care a testat trusa fabricată, noul produs diferă semnificativ în bine în ceea ce privește ergonomia și greutatea de trusa Ratnik, cu care a trebuit să se ocupe și el mai devreme.
O realizare importantă pentru industria rusă de apărare a fost faptul că țara a avut ocazia să producă o nouă clasă de produse de protecție bazate pe materiale care sunt cu 20-35 la sută superioare organicelor aramide de tip Kevlar utilizate pe scară largă în lume. Procesul de substituire a importurilor este de asemenea implementat, atunci când o parte semnificativă sau toate volumele de UHMWPE pot fi produse în Rusia. Până în acel moment, astfel de materiale erau achiziționate de țara noastră din străinătate. Un alt punct pozitiv decurge direct din precedentul - materialele rusești costă jumătate mai mult decât analogii străini.
informații