We współczesnych armiach dużą wagę przywiązuje się do przetrwania personelu. Na świecie trwają prace nad stworzeniem nowych kamizelek kuloodpornych i materiałów ochronnych. Jednym z obiecujących rosyjskich materiałów była „Super nitka”, o której rosyjska prasa po raz pierwszy zaczęła aktywnie pisać w styczniu 2021 roku.
Twórcy indywidualnego sprzętu bojowego doskonale zdają sobie sprawę, że cechy osobistej kamizelki kuloodpornej w dużej mierze zależą od ciężaru materiałów użytych do produkcji. W procesie rozwoju przemysł wojskowy przestawił się ze stali o ciężarze właściwym 8 g/cm3, najpierw na tytan – 4,5 g/cm3, następnie na aluminium – 2,7 g/cm3, a później na polimerowe materiały kompozytowe ze wskaźnikami 1,5 -2 g / cm3, donosi oficjalna gazeta Ministerstwa Obrony FR "Krasnaya Zvezda".
Już w tym stuleciu postęp posunął się jeszcze dalej. Na bazie włókien polietylenowych o ciężarze właściwym zaledwie 0,97 g/cm3 udało się uzyskać materiały kompozytowe o takiej wytrzymałości, które umożliwiły produkcję kamizelek kuloodpornych, hełmów ochronnych i elementów ochrony pojazdów opancerzonych. Mówimy o włóknach o ultrawysokiej masie cząsteczkowej. Wykonane z nich hełmy ważyły zaledwie 0,8 kg, ich produkcja została po raz pierwszy wdrożona w USA i Niemczech. Dzięki staraniom rosyjskich inżynierów i naukowców podobne technologie pojawiły się w naszym kraju.
Co to jest super wątek
„Super nić” to obiecujący rosyjski materiał o wysokich właściwościach ochronnych. Jego produkcja może być wdrażana bezpośrednio w Rosji i wykorzystywana do produkcji kamizelek kuloodpornych, a także innego sprzętu ochrony osobistej dla personelu wojskowego. Pod tą niezwykłą nazwą kryje się wyjątkowo lekkie włókno polietylenowe o ultrawysokiej masie cząsteczkowej (UHMWPE). Nowa substancja została stworzona przez rosyjskich chemików z Instytutu Badawczego Włókien Syntetycznych w Twerze.
Wytrzymałość właściwa nowego materiału wynosi 350 gf/tex (wskaźnik względnego obciążenia zrywającego). To prawie 1,5 razy więcej niż obecnie osiągają najlepsze włókna aramidowe typu Kevlar. Według Evgeny Kharchenko, głównego projektanta systemów ochrony sprzętu wojskowego i dyrektora generalnego Armokom, opracowanie kompozycji kompozytowej opartej na nowych włóknach było możliwe dopiero w 2020 roku.
Zdaniem specjalisty trudność polegała na tym, że ze względu na prawie zerowy współczynnik tarcia, przy wysokim elektryzowaniu, nie było możliwości przetworzenia nowych włókien tradycyjnymi metodami tkania na wydajną tkaninę. Kolejnym problemem było znalezienie odpowiedniego spoiwa polimerowego w celu sklejenia włókien UHMWPE w monolityczny kompozyt. Problem polegał na tym, że przyczepność nowego materiału była bliska zeru.
Wymienione trudności spowodowały powstanie kompozytu na bazie nowego włókna od chemików z Tweru dopiero w 2020 roku. Kompozyt na bazie „Supernity” był efektem wspólnej pracy inżynierów firmy „Armocom” i Centralnego Instytutu Badawczego Budowy Maszyn Specjalnych (Khotkovo). Rosyjscy specjaliści nie tylko dobrali wymagany skład kompozytu na bazie nowego włókna, ale także opracowali skuteczne technologie formowania płaskich i zakrzywionych produktów Supernitis.
Dzięki staraniom krajowych chemików i inżynierów zajmujących się kompozytami w kraju pojawił się materiał kompozytowy o unikalnych możliwościach i wydajności. Posiada wysokie właściwości balistyczne i strukturalne. Co ważniejsze, materiał może zostać doprowadzony do etapu praktycznego zastosowania przez siły rosyjskich przedsiębiorstw przemysłowych. W przyszłości będzie mógł konkurować z zagranicznymi odpowiednikami, już teraz niejako ich przewyższając.
Co wiadomo o właściwościach ochronnych nowego materiału?
Materiały opublikowane przez firmę „Armocom” dają wyobrażenie o właściwościach ochronnych nowego kompozytu. Dzięki znacznie niższej gęstości rosyjskiego kompozytu polietylenowego nowy materiał ma właściwości wytrzymałościowe na poziomie najlepszych zagranicznych analogów.
Najważniejsze jest to, że właściwości balistyczne „Superniti” są nie tylko o 40 procent lepsze od kompozytów aramidowych na bazie tkaniny Kevlar, ale także znacznie wyższe od zagranicznych kompozytów UHMWPE. „Armocom” zauważa, że osiągnięcie najlepszych właściwości nowego materiału ochronnego może wiązać się z zastosowaną niekonwencjonalną technologią uzwojenia-sprężarki.
Pod względem ciężaru właściwego nowa rosyjska substancja firmy Armokom odpowiada izraelskiemu UDHMWPE (UniDirectional). UniDirectional to najnowocześniejszy kompozytowy materiał ochrony balistycznej Izraela. Zarówno rozwiązania rosyjskie, jak i izraelskie mają ten sam ciężar właściwy - 0,98 g / cm3. Jednocześnie wytrzymałość na rozciąganie substancji rosyjskiej wynosi 950 MPa, izraelskiej - około 900 MPa. Odporność na odpryski Supernity V50 wynosi 670 m/s, izraelski kompozyt UD to 630 m/s. Odporność na odłamki V50 mówi nam o prędkości, z jaką symulator odłamka napotyka element ochronny, przy której zapewniony jest jego brak penetracji z prawdopodobieństwem 0,5.
Należy zauważyć, że szeroko rozpowszechniony amerykański organoplast aramidowy typu Kevlar jest znacznie gorszy od wymienionego UHMWPE. Tak więc jego ciężar właściwy sięga 1,25 g / cm3, wytrzymałość na rozciąganie - 800 MPa, odporność na odpryski V50 - 480 m / s. Wszystkie wymienione cechy podaje firma Armokom dla materiałów pancernych o gęstości powierzchniowej zbrojenia 4 kg / m2.
Oprócz dobrej ochrony przed odłamkami, nowy rosyjski materiał kompozytowy będzie miał możliwość zatrzymywania automatycznych pocisków. Firma Armokom zauważa, że jeśli tradycyjnie do ochrony przed amunicją automatyczną konieczne było połączenie supertwardych płytek ceramicznych o ciężarze właściwym około 3 g/cm3 na przedniej stronie osłony z tworzywem organicznym na tylnej stronie elementów pancerza, wtedy nowy materiał pozwoli obejść się bez stosunkowo cienkiej ceramiki …
Firma zauważa, że opracowany kompozyt polietylenowy jest w stanie zatrzymać wiele nowoczesnych pocisków o ostrym kącie bez dodatkowego użycia ceramiki. W "Armocomie" podkreślają, że otwór przebity przez pocisk jest samozaciskający się, ściskając pocisk ze wszystkich stron. Albo nowy kompozyt działa jak szybko utwardzający się związek, który po prostu kruszy skorupę, a czasem sam rdzeń pocisku.
Ważną zaletą i zaletą wszystkich włókien UHMWPE, w przeciwieństwie do większości istniejących materiałów kompozytowych, jest to, że mają dodatnią wyporność. Ta cecha materiału pozwala na produkcję kamizelek kuloodpornych, skutecznych nawet przy pokonywaniu przeszkód wodnych. Taki sprzęt ochronny będzie bardzo przydatny w wyposażeniu marines i marynarzy. Twórca izraelskiego włókna UHMWPE UD-UniDirectional podkreślił również, że materiał ma zerową absorpcję wody.
Jakie możliwości daje wykorzystanie rosyjskiego UHMWPE?
Już teraz, na podstawie najnowszych stworzonych włókien UHMWPE, krajowi specjaliści wyprodukowali różne elementy pancerza kompozytowego przeznaczone do ochrony ważnych organów personelu wojskowego przed ręczną bronią palną wroga, a także nóg przed uderzeniem odłamków. W przeciwieństwie do wszystkich zagranicznych odpowiedników, rosyjskie elementy ochrony pancerza były najpierw produkowane metodą nawijania.
W przyszłości nowe rosyjskie włókno UHMWPE, które otrzymało symbol „Super nić”, może być wykorzystywane do produkcji elementów ochronnych dla nowej generacji sprzętu bojowego „Ratnik” lub zupełnie nowego zestawu sprzętu pod inną nazwą.
Pierwsze elementy ochronne, które mogą stać się podstawą nowego wyposażenia wojskowego personelu wojskowego, zostały już wykonane w firmie „Armokom”. W szczególności hełm i panel piersiowy kamizelek kuloodpornych zostały wykonane z kompozytu UHMWPE. Według inżyniera Jurija Danilina, który testował wyprodukowany zestaw, nowy produkt znacznie różni się na lepsze pod względem ergonomii i wagi od zestawu Ratnika, z którym również miał do czynienia wcześniej.
Ważnym osiągnięciem dla rosyjskiego przemysłu obronnego było to, że kraj ten był w stanie wyprodukować nową klasę produktów ochronnych opartych na materiałach, które są o 20-35% lepsze od szeroko rozpowszechnionych na świecie aramidowych tworzyw sztucznych typu Kevlar. Wdrażany jest również proces substytucji importu, kiedy znaczna część lub całość ilości UHMWPE może być produkowana w Rosji. Do tej pory takie materiały były kupowane przez nasz kraj za granicą. Kolejny pozytywny punkt wynika bezpośrednio z poprzedniego - rosyjskie materiały są o połowę tańsze od zagranicznych odpowiedników.
