Здесь и ранее с согласия авторов приводятся выдержки из цикла статей в научном журнале «Военно-правовые и гуманитарные науки Сибири» Новосибирского Военного Ордена Жукова Института имени генерала армии И.К. Яковлева войск Национальной Гвардии Российской Федерации
№ 7 за 2021 г. Научный журнал «Военно-правовые и гуманитарные науки Сибири»

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕНДЕНЦИИ В РАЗВИТИИ СРЕДСТВ ИНДИВИДУАЛЬНОЙ БРОНЕЗАЩИТЫ ВОЕННОСЛУЖАЩИХ. КАЧЕСТВЕННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭЛЕМЕНТОВ СТРУКТУРЫ БРОНЕЗАЩИТЫ ОСВОЕННЫХ В СЕРИЙНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ

Передовые отечественные конструкции бронезащиты и основные элементы таких конструкций по тактико-техническим и ценовым показателям не уступают и опережают конструкции передовых западных производителей. Однако опыт современных локальных конфликтов и служебной деятельности, общая статистика минно-взрывных и пулевых ранений предъявляют новые требования к индивидуальной бронезащите. Также ужесточение требований национальных стандартов: российского ГОСТ 34286-2017, стандарта института юстиции США NIJ 0101.07 standard и других стран к производителям индивидуальных средств бронезащиты, определяют основные тенденции в конструировании новых видов и композиций элементов защиты.

Ранее нами были рассмотрены тренды общего конструирования современных бронежилетов как центральной части боевых экипировок. В продолжении предлагается рассмотреть наиболее эффективные конструкции защитной структуры и основные элементы таких конструкций: бронепанели, мягкую баллистическую защиту и средства снижения заброневой травмы.

Основное назначение структуры индивидуальной бронезащиты это остановка и разрушение разрушающего элемента или сердечника пули, остановки всех фрагментов мин и снарядов, увеличение площади воздействия их кинетической энергии, а также снижения заброневой контузионной травмы до значений приемлемых для боеспособности пользователя и его будущего здоровья. Только комплексное выполнение всех этих защитных функций делает структуру индивидуальной бронезащиты эффективной. В настоящем тексте уделяется минимум внимания эффективным структурам бронезащиты, которые производятся совсем без учета стоимости, т.е. в экспериментальном или ограниченном количестве для ВИП-персон и элитных подразделений. В основе обзора в первую очередь бронезащита и ее элементы освоенные в серийном производстве для массового применения в крупных подразделениях, а также приемлемые по ценам для оснащения частными компаниями и персонами.

Наиболее концентрированные и экспертные данные, а также системные и прагматичные подходы в деле разработки и серийного производства основных элементов бронезащиты, по нашему мнению, предлагались Александром Сергеевичем Андреевым – ведущим специалистом и основателем компании «НПФ «Техинком» (Санкт-Петербург). За прошедшее с тех пор десятилетие технологических прорывов не случилось, поэтому все качественные изменения или модернизации были реализованы в части улучшения имеющихся технологических решений.

Для понимания качества структуры бронезащиты имеет смысл подробно разобраться в первую очередь с бронепанелями и бронекерамикой из которой они произведены. В серийном производстве львиную долю составляют бронепанели с мозаичной структурой плитки из оксида алюминия. При схожей баллистической эффективности карбиды бора и кремния в 1,5 раза легче оксида алюминия, но производство из них бронеплитки в разы дороже, технологически сложнее и предоставляет меньше возможностей изготовления различных форм деталей для мозаичной структуры бронепанелей, так как механическая обработка уже готовых элементов практически исключается из-за ее дороговизны (рисунок 1). (Продолжение следует)

Рисунок 1 – Примерное соотношение поверхностной плотности и стоимости основных бронематериалов (Продолжение следует)

Бронекерамика из оксида алюминия позволяет производить ее массово, в разных формах деталей, со стабильным качеством. Основные физические свойства бронеэлементов с высоким содержанием оксида алюминия отличаются от более дорогих из карбидов бора и кремния не существенно. Стабильности качества и баллистической эффективности бронекерамики из оксида алюминия производители добиваются многоступенчатой системой контроля всех этапов производства, в которых отслеживаются такие параметры как содержание алюмооксида, плотность, микротвердость, скорость звука, модуль упругости и другие (таблица 1). (Продолжение следует)

Таблица 1 – Некоторые свойства основных видов бронекерамики в сравнении с гомогенной броней (Продолжение следует)

Рассматривая современные бронепанели класса защиты Бр5, перекрывающего уровень защиты американского стандарта RF3 level NIJ 0101.07 Standard, как основных элементов структуры бронезащиты, можно выделить их наиболее конкурентные характеристики:

- вес на 1 дм2 площади для керамокомпозитных бронепанелей из оксида алюминия ( ) не более 425 г;
- вес на 1 дм2 площади для керамокомпозитных бронепанелей из карбида бора ( C) не более 290 г;
- пулестойкость не менее 3 выстрелов в 1дм2 и 6 выстрелов в одну бронепанель, для этого бронепанель должна иметь мозаичную структуру из радиусных бронеэлементов квадратной или гексагональной формы с беззазорным сопряжением;
- самодостаточность или в англоязычных версиях Stand Alone, с обозначением в маркировках «SA». Эта характеристика означает возможность получения от бронепанели, как элемента структуры бронезащиты такого же эффекта, как и от полной структуры защиты соответствующего уровня без применения элемента мягкой баллистической защиты, как дублирующей противоосколочную функцию и КАПов для снижения ЗКТ. Для достижения такого свойства в конструкции бронепанели должна быть композитная подложка с параметрами как минимум Бр1 класса по ГОСТ 34286-2017 (HG2 level NIJ 0101.07 standard), выполненная в комбинации со слоями материалов, предназначенных для снижения ЗКТ. Этот вид бронепанелей позволяет применять их без мягкой баллистики и КАПов в большинстве бронежилетов, если позволяет размер отсека для их размещения и система регулировки подвеса. Однако большинство таких бронепанелей у иностранных производителей заметно толще и тяжелее. Лучшие отечественные бронепанели Ермак Бр5 производства ЗАО «НЭВЗ-КЕРАМИКС» и Гранит Бр5 производства НПФ «Техинком» из керамики «НЭВЗ-КЕРАМИКС», позволяют их применение как самодостаточных, что подтверждаются многочисленными тестами и протоколами испытаний (рисунок 2). У бронепанели Ермак Бр5 при ее испытаниях в нормальных условиях отдельно от баллистической защиты и КАПов, измеряемая ЗКТ приближается к уровню норматативных требований 2-й степени тяжести только на 5-м или 6-м выстрелах в один образец.
- Профиль общий не более 23 мм, большая толщина бронепанелей негативно влияет на общую эргономику, не позволяет размещать их в отсеках для бронепанелей большинства бронежилетов ;
- Анатомическая или радиусная общая форма бронепанели для удобства прилегания к телу;
- Для наружных слоев комбинация свойств водонепроницаемости, ударостойкости и желательно антисептичности;
- Наличие антирикошетного фронтального пакета;
- Наличие противоударного слоя или покрытия;
- Цена на 1дм2 площади для Al2O3 не более $15;
- Цена на 1дм2 площади для SiC не более $19;
- Цена на 1дм2 площади для B4C не более $50; (Продолжение следует)

Рисунок 2 – Отечественные бронепанели Ермак Бр5 (SA) и Гранит Бр5 (Продолжение следует)

Рисунок 3 – Керамокомпозитные бронепанели Ермак Бр5 и Ермак Бр4 анатомической формы из алюмооксидных радиусных плиток гексагональной или квадратной формы (НЭВЗ-КЕРАМИКС г. Новосибирск) (Продолжение следует)

Наиболее существенную часть себестоимости производства бронежилетов (до 30%), а также элементов баллистической и противоосколочной защиты (до 80%) составляет стоимость баллистических арамидных тканей, как покупных материалов для большинства производителей. Отечественные баллистические ткани такие как Русар и Руслан не нуждаются в представлении и рекламе, имеют характеристики сопоставимые и перекрывающие качество марок ведущих западных производителей Kevlar, Twaron и других, однако требуется понимание на каком именно этапе производства отечественных арамидных тканей их отпускная цена напрямую от производителя возрастает до 3 тысяч рублей за м2, что в 3,5 раза выше среднемировой.

Для баллистической защиты класса Бр1 ГОСТ 34286-2017 (соответствующего и прекрывающего уровень защиты HG2 level NIJ Standard 0101.07), применяемой в составе защитной конструкции, конкурентными могут быть следующие характеристики:

- вес на 1дм2 не более 32 г;
- пулестойкость в соответствии с классом, т.е. не менее 2-х зачетных попаданий без пробития на 1 дм2;
- качественный водонепроницаемый чехол;
наличие конструктивных решений против сползания и скомкивания внутри влагозащитного чехла и внутри - отсека для баллистической защиты;
- цена на 1дм2 площади не более $5. (Продолжение следует)

Рисунок 4 – Баллистическая защита различной формы в водонепроницаемых чехлах для модулей и элементов штурмовых и легких бронежилетов с классом защиты C2 и Бр1 (в составе с КАПом) (Продолжение следует)

Качественные (КАПы) применяемых в наружных бронежилетах в составе защитных конструкций должны обладать следующими характеристиками:

- в составе защитной конструкции соответствующего класса ЗКТ не должна превышать 18 мм, при минимуме в 5 (пять) зачетных попаданий без пробития в один составной образец структуры защиты, включающий КАП и общей площадью не менее 7 дм2 ;
- общий вес не более 25 г на 1 дм2;
- общий профиль (толщина по гофрам) не более 14 мм;
для сохранения общей эргономики КАП должен сохранять разнонаправленную гибкость;
- дифференцированная вертикально-диагональная направленность гофров для эффективной защиты грудного отдела и брюшной полости области, а также обеспечения равномерной пассивной вентиляции и отведения тепла в зоне жизненно важных органов (рисунок 5); (Продолжение следует)

Рисунок 5 – дифференцированная вертикально-диагональная направленность гофров (Продолжение следует)

- возможность неоднократного использования. Эта характеристика означает, что в полевых условиях и рамках одного боевого выхода (командировки) при отсутствии сквозного пробития и повреждений наружных слоев КАП годен к применению, но при очередном обслуживании бронежилета замена после первого попадания обязательна;
- надежное влагозащитное, антисептическое и гипоаллергенное покрытие в зоне контакта опорной поверхности с телом (рисунок 6). (Продолжение следует)

Рисунок 6 – Расположение различных типов покрытий (Продолжение следует)

Кроме вышеупомянутых качественных характеристик элементов бронезащиты, необходимо учитывать, что конструкции бронезащиты и композиции их элементов имеют тенденцию к их комбинированному применению в зависимости от боевых задач, максимально эффективной реализации воинской специальности пользователя как боевой единицы и локальных климатических условий. Эти задачи реализуются за счет расслоения конструкции бронезащиты на элементы и её масштабируемости по требованиям конкретной служебной необходимости. Поэтому значительными потребительскими свойствами элементов бронезащиты будут их универсальность для комбинирования в различных комплектах экипировок и возможность их приобретения как отдельных видов продукции.

Обратится к нам вы можете:

На нашем официальном сайте: www.citeco.su

Заказы вы можете сделать: www.ozon.ru/brand/tsiteko-101143897/

Здесь и ранее с согласия авторов приводятся выдержки из цикла статей в научном журнале «Военно-правовые и гуманитарные науки Сибири» Новосибирского Военного Ордена Жукова Института имени генерала армии И.К. Яковлева войск Национальной Гвардии Российской Федерации
№ 4 за 2022 г. Научный журнал «Военно-правовые и гуманитарные науки Сибири»

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕНДЕНЦИИ В РАЗВИТИИ СРЕДСТВ ИНДИВИДУАЛЬНОЙ БРОНЕЗАЩИТЫ ВОЕННОСЛУЖАЩИХ. ЭФФЕКТИВНЫЕ СПОСОБЫ СНИЖЕНИЕ ПОРАЖАЮЩИХ ФАКТОРОВ И КРИТЕРИИ ФОРМИРОВАНИЯ МЕДИЦИНСКИХ ТРЕБОВАНИЙ К КОНСТРУИРОВАНИЮ СИБЗ

При проведении сертификационных испытаний конструкций индивидуальной бронезащиты по ГОСТ 34286-2017 и последующих оформлениях протоколов испытаний и сертификатов, производители, сертифицирующие организации и сотрудники аккредитованных лабораторий формулируют соответствие конструкций тому или иному классу бронезащиты, как соответствующие исключительно в составе полной конструкции бронезащиты, что является особенностью указанного ГОСТа. Еще одной особенностью ГОСТ 34286-2017 является соответствие конструкций всем «ствольным» классам защиты (С1, Бр1-Бр5), только при условии заброневой контузионной травмы допустимого значения не выше 2-й степени тяжести. Большинство из сертифицируемых современных бронежилетов в состав конструкции изделия включают КАПы (климатико-аммортизационные подпоры или демпферы редуцирующие травму). Какие именно КАПы, какой конструкции, какой модели, с какими техническими характеристиками, в составе комлекта сертификационной документации, в протоколах испытаний и в общей информации об элементе практически никогда не указывается. Т.е., теоритически, при проведении сертификационных испытаний, может применяться КАП своими свойствами существенно перекрывающий недостатки конструкции испытываемой баллистической защиты и/или бронепанели. Это обстоятельство является существенным изъяном в объективности оценки конструкций индивидуальной бронезащиты на соответствие классу бронезащиты. Особую актуальность, данный нюанс приобретает в связи с тенденцией массового смещения от использования в конструкциях противоосколочных и баллистических вставок в бронежилеты из сухих арамидных тканей в пользу применения более дешевых и доступных тканей из сверхмолекулярного полиэтилена. “Массовое смещение” обусловлено конечно поставками из Китая более дешевых тканей из сверхмолекулярного полиэтилена, а также лимитированием объемов поставок и практически заградительной ценой на арамидные ткани у отечественных монополистов. Кроме этого, ткани и ламинаты из сверхмолекулярного полиэтилена стали все чаще применяться при производстве подложек для керамокомпозитных бронепанелей. Подложки из сверхмолекулярного полиэтилена в составе бронепанелей заметно хуже редуцируют заброневую травму, чем изготовленные из сухих арамидных тканей, арамидных препрегов или арамидных ламинатов, при сравнении веса и толщины одного квадратного дециметра конструкции баллистической защиты одного класса. (Продолжение следует)

Ламинатами в практике производства конструкций бронезащиты или их элементов называют материалы выполненные из одного или двух слоев ткани произведенной по технологии однонаправленной укладке волокон, заламинированных с одной или двух сторон как правило прозрачными полимерными слоями близкими к поликарбонатам. Такие материалы имеют в английских версиях своих наименований имеют приставку UD (Uni-Directional). Конструкции баллистической защиты выполненные из сверхмолекулярных полиэтиленов или в комбинации с ними, также менее эффективны по снижению ЗКТ, чем конструкции из комбинаций арамидных тканей или арамидных ламинатов. Т.е., чтобы добиться соответствия по классу защиты Бр1 плюс С2 (это примерно соответствует уровню IIIA американского стандарта NIJ 0101.06) по всей площади противоосколочной защиты комплекта модульного бронежилета, конструкция изготовленная из СВМПЭ должна быть заметно толще, тяжелее и менее гибкой, что собственно и происходит с изделиями большинства импортных производителей. Фактически модульный бронежилет большинства китайских, например, производителей по уровню защиты IIIA стандарта NIJ 0101.06 без бронепанелей и КАПов весит 5,5-6 кг в далеко не самом большом размерном исполнении. Оснащение такого бронежилета бронепанелями груди, спины, камербандов, а также КАПами из-за итогового веса и низкой эргономики делают его пользователя очень быстро небоеспособным, а сам бронежилет неконкурентым. Итоговый вес конструкции бронежилета это ключевой фактор, и ведущие производители понимают, что вес общевойскового модульного бронежилета без бронепанелей со всеми противоосколочными модулями и КАПами необходимо условно ограничивать максимум 4 килограммами. Этот весовой потолок определяется итоговыми весами и требованиями к эргономике большинства боевых экипировок основных воинских специальностей и боевых задач.

Для понимания важности исключения заброневой травмы из факторов поражения, достаточно рассмотреть таблицу классификации заброневой травмы и ее последствий по морфологическим признакам (таб.1)
В части последствий поражения защитных конструкций, методики сертификационных тестов продиктованные стандартом ГОСТ 34286-2017 в определяют в основном подходы к определению допустимых значений по непробитию конструкций пулей, осколком, измерению ЗКТ по глубине деформации (вмятин в блоке из мастики или скульптурного пластилина), а вот средства, оснащение тестов и в целом подходы к определению допустимости последствий поражения у разных экспертов имеют особенности
(Продолжение следует)

таб. 1 Классификация заброневой контузионной травмы. (Продолжение следует)

рис. 1 Конструкция антропоморфной модели торса человека со схемой размещения датчиков давления (Продолжение следует)

На этапах предшествующих сертификации, некоторые разработчики также проводят тесты на желатиновых стендах с использованием датчиков давления (рис.1), на изготовленных из различных полимеров

антропоморфных моделях с имитацией скелета и внутренних органов (рис.2), или на биообъектах. (Продолжение следует)