Сохрани свое тело! Обзор зарубежных продуктов в области нательной защиты
Листы Dupont Kevlar XP используемые в противопульных вставках
Индивидуальная защита стала неотъемлемой частью современной солдатской экипировки, хотя она еще далека от оптимальной. Она тяжела и громоздка, бронежилет до сих пор нуждается в доработке, это касается и материалов и конфигурации. Хотя шлемы в последнее время были значительно улучшены, но в связи с распространением придорожных бомб остро встает вопрос дополнительной защиты лица. Кроме того, для того, чтобы уменьшить потери среди личного состава разрабатывается также защита конечностей.
Проблема в том, что современные защитные комплекты не только способствуют значительному увеличению массы, которую должен носить солдат, но они также оказывают влияние как на тепловой баланс солдата, так и на его ситуационную осведомленность.
Необходимость улучшения защиты каждого солдата проиллюстрировано программой Armor Challenge - Phase 2 (задачи бронирования – Этап 2), начатой агентством по перспективным исследовательским проектам Darpa, которая включает броню для транспортных средств и защиту тела. Целью программы Armor Challenge является определение революционных и перспективных концепций бронежилета для военного персонала. Говоря техническим языком, поверхностная плотность материала или более точно поверхностная плотность баллистического набора, так как скорее всего это будет не один материал, должна оставаться меньше чем 29 кг/м2 (это примерно на 20% меньше, чем у сегодняшних материалов) и должна быть способна противостоять пуле M992 7,52x51 мм летящей на скорости 930-945 м/с. Кроме того, при разработке новых защитных пластин необходимо принять во внимание еще одну проблему. Это угроза множественных попаданий, вызванных осколками придорожных бомб, так как согласно тестам прежде требовались пластины, выдерживающие попадание трех пуль. В настоящее время число этих попаданий может значительно увеличиться, хотя ударная нагрузка также может значительно варьироваться в зависимости от массы и скорости.
Волокна
Применение новых материалов является не единственным способом облегчения ноши солдата: до сих пор броневой жилет и разгрузочные жилеты были двумя отдельными сущностями. Все больше и больше баллистических жилетов в настоящее время выполняют функцию «тактических жилетов» или наоборот, то есть баллистический комплект вкладывается в тактический жилет, который сам зачастую несет уже базовый комплект защиты. Держатель баллистических пластин обычно имеет крепления стандарта Molle (облегченная модульная система переноски снаряжения), что позволяет солдату в разгрузочном жилете экипироваться по модульному типу в соответствии с боевой задачей, но когда в свою очередь разгрузочные жилеты используются для переноски баллистических пластин, тогда могут быть добавлены все или часть карманов.
Согласно некоторым оценкам снижение массы бронирования корпуса на 10 процентов можно ожидать в течение трех–пяти лет. Впрочем, комфорт зависит не только от массы: эргономика является еще одним ключевым фактором, особенно учитывая разную морфологию, не говоря уже о возрастающем присутствии солдат-женщин. Кроме того, разработка комплектов защиты для конечностей нуждается в особом внимании касательно эргономики, хотя эта комплекты определенно не надеваются в высокоподвижных операциях. Еще один важный элемент – это возможность быстро снять бронежилет для того, чтобы позволить медперсоналу обратить внимание на возможные раны; многие из систем, которые используются в настоящее время достаточно трудно снять в экстренной ситуации. Еще одной непростой задачей является поддержание теплового баланса, особенно при работе в жарком климате. Охлаждающие жилеты становятся все более популярными; впрочем, интеграция таких систем в баллистический жилет/держатель пластин может быть трудной задачей, поскольку добавляется масса, которая становится просто «обузой», когда в охлаждении нет необходимости.
Вернемся к материалам. Повышение эффективности баллистического комплекта определенно могло бы помочь по большей части снизить массу при сохранении такого же уровня защиты, или повысить уровень защиты при сохранении той же массы. В основном, баллистические комплекты изготавливают из керамики и подложки, помогающей избежать тупых травм. Они состоят из различного числа слоев параарамидных волокон или полиэтиленовых волокон с передней поверхностью из керамики, которая предназначена для останова высокоскоростных бронебойных пуль.
Двумя самыми известными параарамидными волокнами являются Kevlar и Twaron, которые производят соответственно компаниями Dupont и Teijin Aramid. С момента своего появления (в начале 70-х годов) Kevlar был значительно улучшен; были разработаны различные типы таких материалов, не только для защиты от пуль ручного стрелкового оружия и ружей, но также от прокола острыми предметами (ножами), что требует совершенно другого подхода. Впрочем, ножи стали новой угрозой даже при работе в городских условиях, когда беспорядки могут заставить солдат действовать на подавление мятежа, следовательно, появление материала Kevlar MTP (защита при универсальных угрозах) сделало возможным защиту от угроз, создаваемых обычными «гражданскими» ножами и колющим оружием, например ледорубами.
Существующий бронежилет, используемый итальянской армией, является обременительным, и поэтому разрабатывается новый комплект бронежилета
Комплект защиты современной солдатской системы French Felin позволит существенно сэкономить массу по сравнению с имеющейся экипировкой
Внешний тактический жилет от компании Armour Shield; этот жилет имеет переднюю застежку и совместим с системой Molle
Стандартным Kevlar, применяемым в качестве бронежилета и шлемов, является KM2, который имеет превосходную тепловую стабильность при экстремальных температурах, высокую гидрофобность, химическую стабильность и стойкость к продуктам с нефтяными фракциями. Среди новейших разработок является материал Kevlar XP, который снижает на 15% деформацию обратной поверхности (и таким образом вероятность тупой травмы), и имеет высокие характеристики в пластинах из 100% Kevlar, одновременно снижая массу примерно на 10 процентов. M5 является еще одним волокном, разработанным Dupont и ее дочерней компанией Magellan Systems International. Это волокно с высокими характеристиками со сверхвысокой прочностью, высокой термостойкостью и огнестойкостью; оно без сомнения найдет свою нишу.
Компания Teijin Aramid производит другое параарамидное волокно Twaron, которое имеет подобные характеристики и применение, как и Kevlar. Но компания также производит CT Microfilament с различной линейной плотностью для использования в пуленепробиваемых пластинах, для защиты от ножей, ледорубов и защиты от травм. Среди высокотехнологичных продуктов Twaron можно увидеть равнопрочные ткани CT 612, CT 613 и CT 615, которые обеспечивают значительные экономию по массе в баллистических комплектах, тогда как волокно Twaron LFT-AT, представляющее собой сочетание Merging Curv (производства Propex Fabrics) и Twaron CT 707, предлагает снижение тупых травм на 30 - 60%.
Семейство новых высокотехнологичных параарамидных волокон, известных как Artec, недавно было разработано в России компанией Каменскволокно при техническом содействии и контроле качества швейцарской APT (Advanced Protection Technologies – продвинутые технологии защиты) и других компаний.
К специальным продуктам на основе полиэтилена относятся Dyneema и Spectra Shield, первый производится голландской DSM, тогда как последний изготавливается американской Honeywell. Оба сверхпрочных полиэтиленовых волокна получены за счет патентованных процессов скручивания гелеобразной массы; их прочность в 10 раз выше прочности стали при равной массе, а удельная прочность в 40 раз выше арамидных волокон. Это помогает создавать более легкие баллистические продукты для равного уровня защиты (в среднем на 4 кг меньше чем стандартный бронежилет) или наоборот более прочные изделия при сохранении той же массы. На полиэтиленовые волокна не воздействует влага и им присуща плавучесть, что делает их идеальными для морского применения. Среди различных продуктов антибаллистической защиты Dyneema самое широкое применение имеет Dyneema UD (Uni-Directional - однонаправленный), в которых волокна располагаются параллельно, в одной плоскости, но каждый слой повернут на 90°. Это решение позволяет эффективно и гораздо быстрее распределять воздействие энергии в сравнении с тканевыми волокнами. В Dyneema UD-HB последние две буквы означают «прочные баллистические» применения. Используя Dyneema марок HB2 или HB25 и задействуя цикл высокого давления можно получить баллистические пластины, которые могут выдержать винтовочные пули (из обычной малоуглеродистой стали), тогда как в сочетании с другими материалами, они могут остановить даже бронебойные пули.
Компания Honeywell Spectra Shield разработала в середине 2007 года новое семейство волокон, названных Spectra Shield II. Новый продукт на 20% имеет лучшие баллистические характеристики, тогда как волокно Spectra S3000 специально разработано для броневых приложений. Как все продукты Spectra Shield, новые волокна можно быстро идентифицировать по числу больше 3000. Волокно состоит из двух слоев однонаправленного волокна Spectra, которые перекрестно расположены под 90° и сформированы в термопластическую пленку. Последним дополнением к семейству продуктов Spectra Shield II объявленным в конце 2008 года, является SR-3130, которая включает патентованную резиновую смесь, обеспечивающую дополнительную жесткость при сохранении баллистических характеристик. Это помогает решить проблему выбора между жесткостью и характеристиками, которая обычна для многих баллистических материалов.
Голландская компания Lankhorst разработала новый термопластический материал, известный как Pure и который предназначен для баллистических приложений. Pure имеет плотность около 0,8 г/см3, он до сих пор использовался для производства защитных масок специалистов по разминированию, но был протестирован также в качестве подложки для керамических бронепластин.
Рисунок на котором показаны различные слои защитной пластины с керамической пластиной снаружи, композитной подложкой и слоем материала, предохраняющего от тупых травм
Нанотехнологии
При создании нательной защиты всё в большей степени применяются нанотехнологии. Компания AP Nano Materials в США имеет сильные связи с Израилем. Ее главные офисы распложены в Нью-Йорке, научно-исследовательское подразделение ОКР базируется в городе Реховот, Израиль, близь института науки Weizmann, которое предоставил AP Nano эксклюзивную лицензию на производство, продвижение и продажу уникальных нанотехнологических продуктов, основанных на новом классе неорганических наноструктур. В институте Weizmann открыли, что фуллерены (сферические, эллипсоидальные или трубчатые молекулы, которые как полагали, состоят исключительно из углерода), возможно, могут быть также складываться из неорганических соединений, которые могут быть синтезированы в фуллеренподобные структуры, обычно называемые неорганическими фуллеренами. В сравнении с другими вспененными полимерами, этот материал улучшает поглощательную способность на 40% и распределение энергии на 25, в то время как количество поглощенной энергии увеличивается с силой удара. Nano PU (PU – polyurethane) может быть добавлен к различным полимерным системам для того, чтобы уменьшить воздействие удара и соответствующее давление. Он может быть использован для управления воздействия удара в полужестком полиуретане, полугибком полиуретане и расширенном полиуретане с закрытыми ячейками, гибком пенным полиуретане и эластомерном полиуретане, в то время как в системах снижения давления он может быть использован в мягком полиуретане, полутвердом полиуретане и эластомерном полиуретане.
В системе используется так называемая взаимно проникающая структурная технология, в которой мы видим две полимерные структуры, вспененный полимер, который представляет собой базовую матрицу полиуретана, полиэтилена и кремниевой пены, и проникающая структура, которая сделана из специально разработанных полимерных систем на базе неорганических фуллеренов. Тогда как первая структура контролирует плотность, гибкость и твердость всего материала, последняя увеличивает поглощение энергии и разгружает давление, одномоментно трансформируя энергию удара в энергию пружин, вязкости и тепловую энергию.
Используя эту технологию, компания разработала такие ударопрочные композитные материалы, как например, Nanoshield и Nanoarmor. Nanoarmor применяется в покрытиях, поглощающих минные взрывы, защитных обшивках для керамических жилетов и в противотравматических прослойках для жилетов и шлемов. Независимые тесты показали, что полиэтиленовая пена Nanoshield на 40% больше поглощает энергии по сравнению с обычной полиэтиленовой пеной.
Еще одной перспективной технологией является так называемая «жидкая броня», которую компания Armor Holdings (часть BAE Systems), начала продвигать на рынок еще с конца 2006 года. Защитный комплект состоит из слоев жестких волокон и жидких полимеров; последние сделаны из полиэтиленгликоля и наночастиц двуокиси кремния; эта «жидкость» мгновенно становится прочной при ударе твердого объекта. После рассеивания энергии она возвращается обратно в жидкое состояние. По-видимому, впрочем, на рынке еще не представлены массовые изделия на основе такой технологии.
Примеры
Основным образцом американской армии является так называемый Перехватывающий Бронежилет (IBA - Interceptor Body Armor). Модульная система включает Внешний Тактический Жилет (OTV) который весит около 4,22 кг и обеспечивает первый уровень защиты от осколков и 9-мм пуль. Уровень защиты повышается против винтовочных пуль благодаря добавлению Esapi (Enhanced Small Arms Protective Inserts – Улучшенные защитные вставки от стрелкового оружия), которые весят чуть менее 5-кг за пару и Esbi (Enhanced Side Ballistic Inserts - улучшенные боковые баллистические вставки), которые добавляют еще 3,5 кг к системе. OTV совместим с Dap (Deltoid and Axillary Protectors – пластины для защиты плечевых и подмышечных зон), которые способствуют дополнительной фрагментацию 9-мм пуль в области плеча и подмышек и добавляют около 2,28 кг, что дает общую массу комплекта около 15 кг. Также доступен улучшенный внешний тактический жилет (IOTV), он легче и оснащен рукояткой быстрого снятия, которая позволяет мгновенно снять его в случае крайней необходимости.
Тогда как OTV открывается впереди, IOTV имеет боковые застежки, что увеличивает площадь покрытия. Он отличается встроенным защитой горла и подмышечной зоны и совместим с Dap. Кроме того, нижний задний расширитель защищает нижнюю часть спины, увеличивая площадь защиты на 335 см2. Впереди жилета размещается одноступенчатый быстроразъемный замок, который позволяет владельцу снять IOTV одним рывком. Внутренний корсаж улучшает распределение массы между плечами и талией и помогает в стабилизации нагрузки.
Когда мобильность встает на первый план, тогда американская армия обеспечивает своих солдат новыми легкими держателями баллистических пластин для бронежилета. В настоящее время, после оценки на театрах военных действий они совместимы только с пластинами Sapi (так как Esapi больше) и снижают массу на 1,7 кг по сравнению с жилетом IOTV.
Броневые пластины на базе материала Dyneema
Защитная пластина, подвергшаяся обстрелу 7,62-мм и 5,56-мм бронебойными пулями
Как ожидается, нанотехнологии приведут к гигантскому прогрессу в области материалов баллистической защиты. На снимках нанотрубки различных форм
Среди защитной одежды, применяемой американским корпусом морской пехоты, имеется рабочий комплект огнеупорной защиты Flame Resistant Operational Gear (Frog), который защищает от ожогов, вызванных придорожными бомбами
Для того чтобы противостоять тому, что было определено как «появившийся угрожающий боеприпас» без дополнительных спецификаций, американская армия начала приобретение новой пластины, известной как Sapi следующего поколения или Xsapi. Согласно некоторым источникам под новой угрозой может подразумеваться новые китайские бронебойные пули, разработанные методом реверсивного инжиниринга (что для китайцев привычное дело) американского боеприпаса. Новые пластины будут весить на 0,17 – 0,31 кг больше по сравнению с существующими пластинами Esapi. Было заказано 120000 комплектов от компании Ceradyne, это произошло после испытания тестовых пластин и подписания пятилетнего контракта в конце 2008 года.
Американская морская пехота развертывает модульный тактический жилет (MTV), вариант жилета IOTV, так как он имеет повышенные характеристики, лучше интегрируется и имеет улучшенную конструкцию по сравнению с OTV. MTV весит 6,52 кг, к этой массе следует добавить массу двух Esapi и двух пластин Sapi, не учитывая защиту рук и ног, если в этом есть необходимость (все массы смотри в таблице).
Для морской пехоты для работы в менее рискованных операциях доступны два совместимых носителя (жилета) для пластин: носитель Esapi и носитель Scalable Plate. Первый принимает только грудную и спинную пластину, тогда как последний может оснащаться боковыми броневыми вставками для лучшей боковой защиты.
Компания Armorworks, один из производителей Sapi пластин, также производит различные типы «одноизогнутых» и «многоизогнутых» пластин. Она также производит бронежилет V-Bass (Vehicle Body Armour Support System – система поддержки броневой защиты в транспортном средстве), который соединяется с сиденьем машины для того, чтобы выгрузить большую часть из своих 28 кг на сиденье, обеспечивая высокоэффективную защиту пассажирам. Калифорнийская компания Ceradyne запатентовала свою защитную технологию бронежилета, которая включает карбид бора, карбид кремния и оксид алюминия для обеспечения продвинутой защиты уязвимых зон тела. Компания производит одно, двух- и трех «искривленные» пластины, а также многоударные системы, в которых используется керамика из карбида бора и карбида кремния. Ceradyne является одним из производителей пластин Sapi и Esapi, используемых американскими силами; с ней был заключен контракт на производство новых Xsapi.
Компания Pointblank является одним из производителей OTV и IOTV. Она изготовила свыше 1,4 миллиона OTV и, основываясь на этом опыте, разработала International Interceptor, который со значительным успехом предлагается на зарубежный рынок. BAE Systems участвует в производстве Outer Tactical Vest и улучшенного OTV, а также пластин Sapi при содействии компании Simula. Она также создала две другие системы, предназначенные для специальных сил; одна для сил тайных операций под названием Enhanced Combat Military Protective Vest (улучшенный боевой военный защитный жилет), который едва виден под одеждой, а плечевые закрылки обеспечивают возможность быстрой медицинской помощи.
Бронежилеты все в большей степени оснащаются дополнительными компонентами для того, чтобы повысить защиту шеи, рук и других зон
Американские войска разработали серию бронежилетов и носителей пластин для того, чтобы обеспечить самую лучшую защиту своим солдатам
Съемный бронежилет специальных сил совместим со снаряжением стандарта Molle и имеет механизм быстро снятия для аварийного доступа, срабатывающий с любой руки. Оба этих изделия совместимы с семейством многоизогнутых пластин Eclipse Solar (броня низкой вязкости для сил специальных операций) от BAE Systems, созданных по спецификациям, определенным продвинутыми требованиями сил специальных операций как часть программы Бронежилет/Разгрузочная Система. Компания Diamond Back разработала бронежилет Praetorian Rapid Cutaway Ballistic Vest, который отличается низкопрофильным передним карманом для пистолетов или магазинов, тогда как проволочная система позволяет разделить жилет на части за несколько секунд. Так как жилет может быть также оснащен плавучими пластинами, он имеет систему сброса для быстрого извлечения тяжелых пластин.
Компания Pinnacle Armor разработала гибкую броню, основанную на кольцевых дисках диаметром 5 см, которые накладываются как рыбные чешуйки; доступны три уровня броневой защиты: Sov-2000 уровня Level III и Sov-3000 уровня Level IV и уровня Level V, последняя модель способна выдержать попадание бронебойной пули из винтовки Драгунова. Назван он Dragon Skin, преимущества такой брони перед обычными пластинами служат источником горячих дискуссий в США по поводу обеспечения адекватной защиты войск, развернутых на ТВД.
Германия, как и другие государства, разрабатывает перспективные солдатские системы, интегрированные бронежилеты и разгрузочные жилеты
В сотрудничестве с итальянскими силами специальных операций NFM разработала шестиугольные броневые пластины. Эти пластины увеличивают защищаемую площадь и улучшают свободу движения солдата
Возвращаясь к пластинам Esapi, многочисленные компании США, среди которых Pinnacle Armor, Armorworks, Armor Holdings, Ceradyne и Simula являются поставщиками американских военных. Недавние споры о тестовых процедурах и эффективности пластин кажется, постепенно затихают.
Британскому контингенту, развернутому в свое время в Ираке и Афганистане был выдан улучшенный боевой бронежилет Enhanced Combat Body Armour; за ним последовал бронежилет Osprey, который обеспечивает защиту больших поверхностей и может быть оснащен воротником и плечевой защитой. Хотя Osprey стал объектом критики из-за отсутствия комфорта (тяжелые пластины и другие недостатки), он, впрочем, помог сохранить многие жизни на войне. Также затем был заказан новый бронежилет Osprey Assault в количестве примерно 10000 комплектов. Он «впитал» в себя опыт, полученный от своего предшественника Osprey; в него устанавливаются более тонкие и легкие пластины, производимые Morgan Armour, которые впрочем, обеспечивают такие же уровни защиты, что и предыдущая модель.
Основным британским производителем индивидуальных систем защиты является компания NP Aerospace, которая производит пластины Osprey из подложки и керамики Dyneema. Продукты компании включают боевой бронежилет и специализированные боевые жилеты различных моделей для специальных сил, некоторые даже для боевых пловцов. Еще одним известным производителем является компания Vestguard UK, которая выиграла контракт министерства обороны США на поставку афганской армии и полиции 160000 систем, являющихся модификацией универсального открытого тактического жилета (VOTV). Жилет VOTV расстегивается по бокам, все застежки у него типа Velcro (липучки), он имеет полную систему стандарта Molle и оснащен карманами для защиты плечей и съемным воротником со вставками, а также защитой паха.
Вставки из усиленной брони (Hapi) впереди и сзади могут дать уровень защиты, соответствующий NIJ Level 4, тогда как боковые броневые вставки дают максимум защиту уровня Level IIIA. В жилете также могут использоваться пластины Esapi, тогда как новейшей защитной пластиной от Vest Guard является Maxl, которая может выдержать девять попаданий бронебойных пуль 5,56 мм и 7,62 мм; масса одной пластины 1,7 кг.
Израильская компания Plasan Sasa является основным специалистом по защите и предоставляет баллистические решения для воздушных морских, и наземных систем вооружения, а также решения в сфере индивидуальной защиты. Ее наиболее хорошо продаваемым продуктом является продвинутый тактический штурмовой жилет (Advanced Tactical Assault Vest - Type III), разработанный для удовлетворения требований специальных сил. При массе меньшей 9 кг он обеспечивает защиту Level III при помощи передней, задней, почечной и боковых пластин. Plasan Sasa производит различные пластины: одиночные пластины массой 2,8 и 3,4 кг (передние и задние) тяжелее и гарантируют полную защиту без дополнительной подложки, тогда как пластины, вставляющиеся в жилет Type III, имеют массу 1,9 кг для уровня защиты Level III и массу 2,7 кг для Уровня Level IV.
Норвежская компания NFM Group производит системы модульной зашиты, которые могут использоваться для защиты от различных современных угроз. Они стоят на вооружении различных европейских странах, например Италия, Польша, Норвегия, Дания, Бельгия Латвия, Эстония и Кипр и т.д. Среди новых конструкций компании – шестиугольные пластины (соответственно названные Hexa), разработанные в сотрудничестве со специальными силами итальянской армии с целью обеспечения лучшей фронтальной защиты по дуге 60°, при этом они позволяют свободу движений при работе с винтовкой.
Израильская компания Achidatex производит серию модульных бронежилетов с масштабируемой баллистической защитой и встроенными возможностями для переноски груза. Доступны две модели: одна с передним открыванием, другая с боковым открыванием. Iона также производит для израильской армии застежки типа Velcro, также как жилет AC-331-D эргономического дизайна, который максимизирует индивидуальный комфорт и увеличивает функциональную эффективность без уменьшения максимальной защищаемой зоны. Все модели доступны с баллистическими материалами Aramid, UD Polyethylene или Gold Flex.
Использованы материалы:
Armada International
www.darpa.mil
www.teijinaramid.com
www.dupont.com
www.nfmgroup.com
Информация