Тел. +7 (495) 586-90-21
Факс +7 (496) 543-25-27
info@npptermoteks.ru

Аспекты конструирования мягкой брони из арамидных материалов

В.Г. Бова, С.Г. Белоусов, И.В. Тихонов, И.В. Слугин, Д.К. Швайков, В.В. Чивилев, В.В. Прошкин

К параметрам, которые характеризуют эффективность применения бронежилетов, в первую очередь относят сопротивление сквозному пробою, защиту от травмы и эргономику. Главной задачей при конструировании бронежилетов (при сохранении его массы и стоимости) является подключение максимального числа элементов конструкции к рассеиванию энергии баллистического снаряда. Чем больше энергии пули или осколка будет поглощено элементами конструкции бронежилета, тем меньше ее дойдет до субъекта защиты и тем мягче будет ее воздействие на него. Часть энергии поглощают местный нагрев и волновые процессы в нитях ткани. Поглощению энергии волновыми процессами будет способствовать увеличение скорости звука в нитях тканого пакета, что происходит при повышении модуля упругости нити и увеличении диаметра элементарной нити. Однако большая часть энергии пули расходуется на деформацию пакета, разрушение нитей, трение в нитях, между нитями в слоях ткани и между ними. И с этой точки зрения конструкция ткани, ее текстильная структура имеют решающее значение при изготовлении мягкого пакета бронежилета.

При испытании бронежилетов на пулестойкость в подавляющем большинстве случаев констатируется факт пробития или непробития пакета с замером запреградной деформации по отпечатку на мастичном блоке. Иногда просчитывается число пробитых слоев ткани в пакете и почти никогда – число оборванных нитей. Большинство баллистических тканей обладает существенным недостатком – анизотропией свойств в продольном и поперечном направлении. Нити одного направления в основном рвутся, нити другого – раздвигаются. Это отрицательно сказывается на баллистической стойкости мягкой брони, ведет к повышенному расходу дорогостоящей ткани, увеличивает массу бронежилета и ухудшает его эргономику.

Приведем результаты анализа числа оборванных нитей по слоям бронепакетов из 24 слоев ткани поверхностной плотности 130 г/кв.м из нити СВМ 29,4 текс после их баллистических испытаний (9 мм ПМ, скорость пули 300-320 м/сек, дистанция 5 метров. В числителе приведены данные по основе, в знаменателе – по утку.

Номер слоя ткани в пакетеПолотняное переплетениеСаржевое переплетение
113/47/7
212/34/8
311/24/9
412/25/8
511/20/0
65/00/0

Анализ данных показывает, что саржевое переплетение нитей баллистической ткани работает лучше, чем полотняное. Это объясняется более пологой волной изгиба нити основы и утка в ткани саржевого переплетения. При соблюдении технологии производства, ткани саржевого переплетения должны получаться изотропными, что характеризуется, прежде всего, равенством разрывных удлинений полосок ткани саржевого переплетения по основе и утку. Однако большинство отечественных производителей баллистических тканей получают саржу анизотропной с разницей удлинений ткани по основе и утку 1,5% и более. В тканях полотняного переплетения эта характеристика может отличаться значительно. Поэтому изготовление баллистических тканей, на наш взгляд, должно доверяться только тем ткацким предприятиям, которые могут обеспечить стабильные характеристики, пройдя соответствующую аттестацию в сертификационных центрах производителей бронежилетов.

Текстильная структура ткани может быть усовершенствована и за счет параметров комплексной нити, чтобы в процессе поглощения энергии баллистического снаряда принимало участие большее число элементарных нитей (снижение линейной плотности), а также большее количество элементарных нитей.

Неэкономично изготавливать бронепакеты для бронежилетов определенного класса защиты только из однородной баллистической арамидной ткани. Более рационально использовать для снижения запреградной деформации комбинированные пакеты. Деформирующие слои следует заменять тканью из термопластичного материала, который, деформируясь и подплавляясь в месте взаимодействия бронепакета и баллистического снаряда, сохраняет упругость на остальной площади защиты. Это снижает травматическое воздействие пули на субъект защиты.

К неоднородному (градиентному) построению бронепакета следует добавить конструктивное оформление наружных арамидных слоев пакета, обеспечивающих как поперечную, так и продольную относительную подвижность элементов бронепакета. Поперечная подвижность (как пассивная, так и активная) способствует опрокидыванию баллистического снаряда, а продольная резко увеличивает взаимодействие пули с наружными слоями, переводя большую часть энергии пули в тепло.