26.10.2020

Вражья пуля станет дурой

В Крыму прошла XVII Всероссийская научно-практическая конференция «Актуальные проблемы разработки и применения бронезащитных, конструкционных и огнестойких композитных материалов». Организаторами мероприятия выступили Российская Академия ракетных и артиллерийских наук (РАРАН), Центральный НИИ специального машиностроения и Центр высокопрочных материалов «Армированные композиты». Диалог разработчиков и производителей уникальных материалов и изделий из них со специалистами научно-исследовательских организаций Министерства обороны получился обстоятельным. И продуктивным с точки зрения перспектив создания новых средств индивидуальной бронезащиты и использования композитных материалов для бронирования военной техники.

В поисках золотой середины. Как отметил, открывая конференцию, президент РАРАН генерал-майор запаса Василий Буренок, от бронематериалов зависит не только облик вооружений и военной техники, но и сам характер войны. Пример тому – развитие средств защиты от мечей, копий и стрел, которое привело к созданию в средние века тяжёлых металлических доспехов. Однако с появлением огнестрельного оружия пластинчатые латы стали бесполезны, возникла необходимость увеличения подвижности воина. Затем началось и продолжается по сей день создание средств индивидуальной бронезащиты (СИБ) от огнестрельного оружия. При этом повышение степени защищённости увеличивает массу СИБ и, следовательно, приводит к снижению мобильности военнослужащего. Здесь важно найти золотую середину, добиться оптимального соотношения защищённости и подвижности. О том, как этого достичь, как снизить массу изделий при сохранении или даже увеличении их защитных свойств, и шла речь на конференции.

Чудо-нить уже реальность. Общевойсковой шлем 6Б47-Ратник из трёх слоёв композитных материалов на момент его принятия на снабжение был лучшим в мире («Ратник будет со щитом». «Красная звезда», 24 сентября 2014 года). Его противоосколочная стойкость 630 м/с, весит он, напомним, 1,1кг, а лучший зарубежный общевойсковой шлем тогда весил 1,3кг. Прошло 6 лет, и на Западе появились изделия с более продвинутыми характеристиками. Например, корпус нового американского бронешлема IHPS из сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ) весит около 900 г и обеспечивает очень высокую противоосколочную стойкость. Правда, армия США ещё не оснащена этими шлемами, поставки только начинаются. В основе такого успеха западных разработчиков СИБ лежат достижения в области материаловедения. Они шагнули вперёд благодаря использованию новых материалов, прежде всего СВМПЭ и самой лёгкой керамической брони из карбида бора. К тому же, и в области конструирования шлемов у них появились интересные находки. Каким должен быть в данном случае «наш ответ Чемберлену»? И можем ли мы чем-то ответить? Да! Об этом и говорили докладчики на конференции. Все предпосылки для новой опытно-конструкторской работы уже имеются, её необходимость очевидна, возможности успешно её выполнить – в наличии.

Новый способ производства арамидных нитей, освоенный на одном из предприятий в Подмосковье, позволил значительно улучшить их характеристики. В результате у нас в России появилась нить третьего поколения Русар-С., обладающая существенными преимуществами по отношению к нити-предшественнице Руслан. Исследования показали, что ткани из Русар-С на треть прочнее тканей из нити Руслан, и композитная броня из нитей нового поколения защищает гораздо лучше. Её противоосколочная стойкость выше на 13 процентов. Повысить защитные свойства изделий для индивидуальной бронезащиты можно также за счёт использования при производстве композитной брони волокон из СВМПЭ. В такой броне благодаря свойствам этих нитей энергия пули (или осколка) рассеивается лучше. Следовательно, появляется возможность снизить массу шлема или бронепанели (по предварительным оценкам, примерно на 15 процентов) при сохранении защитных свойств либо увеличить степень защиты, оставив неизменной массу изделия. Бронеэлементы на основе СВМПЭ нитей могут обеспечивать защиту не только от осколков и пистолетных пуль, но и от пуль длинноствольного оружия со стальным сердечником.

Благодаря низкой плотности сверхвысокомолекулярного полиэтилена шлем из этого материала будет обладать плавучестью, как и шлем 6Б47-Ратник. Это свойство оценят прежде всего морские пехотинцы. Впрочем, и в других родах войск ему воздадут должное – при переправе через водные преграды. Поскольку нити из СВМПЭ не подвержены действию морской воды и способны эксплуатироваться при температурах от минус 70°С до плюс 70°С, за рубежом они уже применяются для изготовления не только СИБ, но и для производства канатов, тросов, рыболовных сетей, парашютных строп и много чего ещё. В России пока нет промышленного производства СВМПЭ. Однако наши учёные из Научно-исследовательского института синтетического волокна с экспериментальным заводом (г. Тверь) и Центрального научно-исследовательского института специального машиностроения (г. Хотьково) разработали технологию и создали экспериментальную линию по производству СВМПЭ нитей. И получили волокно, которое по основным показателям превосходит сверхпрочные нити SK-75 и SK-78, производимые мировым лидером в этой области – голландской фирмой «DSM Dyneema».

Как было заявлено на конференции, следующим шагом должно стать создание в 2021-2024 годах опытно-промышленного производства нитей из сверхвысокомолекулярного полиэтилена мощностью порядка 10 тонн в год. А затем планируется развернуть промышленное производство этого материала, что позволит обеспечить Вооружённые Силы изготовленными из СВМПЭ средствами индивидуальной защиты. Впрочем, если это – дело ближайших, но всё-таки лет, то уже сегодня наши учёные и конструкторы Центра высокопрочных материалов «Армированные композиты» создали с использованием передового термокомпрессионно-намоточного метода формования (метод Харченко) новый материал, которого нигде в мире больше нет. Это сверхвысокоармированный органопластик (СВАО). Арамидные волокна и изделия из них не исчерпали себя, их потенциал используется не полностью, – убеждён руководитель экспертной группы по средствам бронезащиты Межведомственной рабочей группы (лаборатории) боевой экипировки при Военно-промышленной комиссии, член президиума РАРАН, генеральный директор Центра высокопрочных материалов «Армированные композиты» Евгений Харченко. В своём выступлении он убедительно доказал это, ознакомив участников конференции с новым методом создания уникальной композитной брони из арамидных волокон, которая обладает повышенной баллистической стойкостью. 

Выяснилось, что применение СВАО в керамокомпозитных бронематериалах позволяет более чем в 2 раза уменьшить арамидный слой брони в изделиях самого высокого 5-го класса защиты. К примеру, если в стандартной броне такого типа для защиты от бронебойных пуль с энергией более 3000 Дж используется органопластиковая подложка на основе арамидных тканей толщиной 9–10 мм, то благодаря применению СВАО достаточно толщины всего 4 мм. Общая толщина керамокомпозитной брони уменьшается не менее чем на 30 процентов, что применительно к бронепанелям боевой экипировки позволяет на 10-12 мм снизить поперечные размеры носимого снаряжения и почти на 1 кг – его массу. А благодаря уменьшению в полтора раза расхода дорогостоящих арамидных нитей на производство одного изделия будет достигнута заметная экономия бюджетных средств. Получить сверхвысокоармированный органопластик на обычном оборудовании проблематично, поэтому в Центре высокопрочных материалов «Армированные композиты» была создана первая в России научно-исследовательская лаборатория композитных бронематериалов. Её оснастили новыми станками, позволяющими выполнить все технологические операции по производству СВАО.

                                                                     

Поперечный срез бронематериала СВАО поверхностной плотностью 8 кг/м2 после обстрела из пистолета ПСМ калибром 5,45 мм (а) и бронематериал после обстрела из СР-1 калибром 9 мм (б): 1 – бронематериал; 2 – пуля; 3 – зона расслоения в месте остановки пули

В этой лаборатории изготовили керамокомпозитную броню с использованием СВАО, которая превзошла наиболее известный и востребованный на мировом рынке бронематериал типа UD из СВМПЭ волокон по 3-му классу защиты. Как рассказал начальник лаборатории Антон Кормаков, наша 9-миллиметровая броня прекрасно выдержала пулю повышенной пробиваемости из пистолета Ярыгина с 5 метров. Доля пробитых слоёв органопластика при этом составила всего 33 процентов. А вот импортная броня из СВМПЭ практически при той же поверхностной плотности и толщине 21 мм была пробита этой же пулей на 78 процентов. Наша броня сердечник пули разрушила, а заморская – не смогла. Как говорится, почувствуйте разницу! Вообще, единственным существенным недостатком всей композитной брони до сих пор была её толщина. И вот наши учёные впервые в мире смогли снизить этот параметр не на 5–10 процентов (хотя и это было бы достижением), а революционно, более чем в два раза! Одновременно двукратно уменьшилась и масса изделия. Ощутимо снизится и цена, поскольку в технологии производства теперь не требуется ткачество. 

И всё это – за счёт использования СВАО, изготовленного по методу Е.Ф. Харченко. Кстати говоря, тем самым опровергнуто считавшееся прежде аксиомой правило – о том, что толщина керамического слоя композитной брони непременно должна быть больше калибра стрелкового оружия, от которого она предназначена защищать. Проводятся испытания и гибридных двухслойных полиэтиленарамидных бронематериалов. Такая броня также обладает замечательными характеристиками. При разработке третьего поколения общевойсковых бронешлемов мы сможем сделать накладки – наверное, на лобную часть, а может и на весь шлем – из СВМПЭ, что позволит обеспечить не только противоосколочную защиту, но и противопульную, – говорит Евгений Харченко. – Из автомата такой, фактически штурмовой шлем можно будет пробить только при стрельбе в упор. А с 200-300 метров и более уже не получится.

                                                             

Поперечные срезы керамокомпозитных бронематериалов с использованием штатной подложки на основе арамидной ткани (а) и СВАО (б) после обстрела бронебойными боеприпасами 7,62 мм: 1 – керамический экран; 2 – органокомпозитная подложка

Что касается нового базового бронежилета, то без снижения уровня защиты его масса уменьшится по сравнению с нынешним на 1,3 кг. При этом повысится живучесть, то есть способность держать большее количество выстрелов в одну бронепанель. Поскольку американский аналог и сегодня тяжелее нашего, значит, в области бронежилета мы были и останемся впереди планеты всей.

                                                 

Поперечные срезы бронематериалов, после обстрела из пистолета Ярыгина разработанной керамокомпозитной (а) и традиционной полиэтилен-композитной брони на основе СВМПЭ волокон (б): 1 – керамический экран; 2 – тыльный слой; 3 – призматические термопрофилированные волокна; 4 – стальной термоупрочненный сердечник – инд. 6П35

Если эти задачи специалисты нашей оборонной отрасли – Центрального НИИ спецмашиностроения, Центра высокопрочных материалов «Армированные композиты», Научно-производственной фирмы «Техинком» и ЗАО «Кираса» выполнят, то мы поднимемся на новый, доселе невиданный уровень СИБ. Ведь общевойсковые шлемы никогда прежде не защищали от пули из длинноствольного оружия. А новые – смогут! Задел для этого уже создан.

Композитная броня для «железных коней». В день, когда был заслушан доклад о СВАО, заседание вёл выдающийся отечественный конструктор артиллерийских и ракетных комплексов, генеральный директор и генеральный конструктор АО «Федеральный научно-производственный центр «Титан-Баррикады», действительный член РАРАН Виктор Шурыгин. Он посетовал, что все предыдущие годы, приезжая на эту конференцию, ждал доклада об использовании композитной брони для защиты не только личного состава, но и техники и вооружения: боевых машин пехоты, ракетных комплексов и т.д. Когда он об этом говорил, на конференции ещё не выступил начальник отдела Центра высокопрочных материалов «Армированные композиты» Илья Гавриков. Его доклад как раз и был посвящён использованию композитных структур для защиты от бронебойных пуль калибра 12,7 мм. 

Актуальность темы его доклада обусловлена увеличением количества крупнокалиберного оружия на поле боя и в связи с этим – необходимостью оснастить наземную и особенно воздушную технику облегчённой бронёй, обеспечивающей непробитие при обстреле пулями калибра 12,7 мм с термоупрочнённым сердечником с дальности 100-300 метров. Ведь когда такая бронебойная пуля пробивает стальную броню, образуется примерно 200 осколков. Как защитить военнослужащего от этого смертоносного роя? Один из вариантов – навешивание на внутренние стены техники арамидных бронепанелей. Существующие ныне схемы бронирования тех же вертолётов обеспечивают защиту экипажа и жизненно-важных агрегатов от крупнокалиберных пуль, но при этом масса 1 м² стальной бронепанели достигает 150 кг, что сильно влияет на взлётный вес машины и снижает её общие ТТХ.

Результаты проведённых в Центре высокопрочных материалов «Армированные композиты» исследований и испытаний создают предпосылки получения броневых конструкций, которые обеспечивают защиту от пуль калибра 12,7 мм, будучи в 2-3 раза легче существующих вариантов бронирования вертолётов, – сообщил Илья Гавриков. Надо отметить, что отечественная композитная броня уже защищает экипажи различных машин. Она устанавливается, к примеру, на автомобили особого назначения, бронетехнику (в виде многослойных арамидных съёмных противоосколочных экранов), легкобронированные автомобили «Дозор»… Немаловажно и то, что она также является прекрасным теплоизолятором и обеспечивает вибро и шумоизоляцию… Скорее всего, она будет широко применяться при создании и производстве робототехники. Однако, вернёмся к вертолётам, точнее к вертолётчикам. Их защите на конференции было посвящено выступление начальника отдела Центра «Армированные композиты» Романа Самофалова.

Вертолётчиков тоже надо беречь. Парадоксально, но факт: наши мотострелки, танкисты, экипажи других боевых машин обеспечены шлемами и костюмами, обладающими баллистической и огнезащитой, а вертолётчики – нет. И это притом, что именно армейская авиация, имея большую огневую мощь и мобильность, поддерживает сухопутные формирования над полем боя и оказывается в зоне поражения не только зенитных ракетных комплексов, но и стрелкового оружия противника. Возможности по повышению выживаемости вертолётов путём бронирования важных систем, узлов и элементов, их компоновки, установки систем повышения боевой живучести ограничены, поскольку значительно повышают вес вертолёта, – справедливо замечает Роман Самофалов. – К тому же, попадание пуль в бронеплиты вызывает образование потока вторичных осколков, что также опасно для экипажа.

Экипажи вертолётов в армии США получили неплохую защитную экипировку в 2000-е годы. Затем она совершенствовалась, и сейчас американские вертолётчики ею обеспечены. Была подобная экипировка и в нашей армии – в 80-е годы прошлого века. После развала СССР её у нас не стало. Хотя сами вертолётчики никогда не сомневались в её необходимости. И вот лёд тронулся. При взаимодействии с Центральным НИИ ВВС Министерства обороны мы в инициативном порядке изготовили варианты защитных комплектов для лётного состава армейской авиации, – сообщил Евгений Харченко. – Подготовлено тактико-техническое задание, сформулированы основные требования, предназначение и свойства будущей защитной экипировки. Комплект предназначен для обеспечения выживаемости членов экипажа вертолёта в кабине и на земле (в воде) после аварийного покидания кабины, в том числе, при наличии угрозы огневого контакта с противником до прибытия команды поисково-спасательной службы. Одним словом, шансы на появление у наших вертолётчиков специализированных средств индивидуальной бронезащиты сегодня высоки, как никогда прежде.

* * *

Дельных выступлений было ещё немало. Так, представитель Центра высокопрочных материалов «Армированные композиты» Валерий Приходько доложил о влиянии характера дробления керамической плитки при попадании в неё пули на стойкость керамокомпозитной брони. Полковник Владимир Бойко из 3-го Центрального научно-исследовательского института Министерства обороны РФ представил математическую модель пробития двухкомпонентных СИБ. Владимир Анискович из ЦНИИСМ рассказал об исследовании способов и средств защиты военнослужащих от воздействия перспективного оружия, основанного на новых физических принципах, а также об исследовании старения термостойких Русар-органопластиков под воздействием влаги. Подполковник Сергей Матвейкин из Центрального научно-исследовательского испытательного института инженерных войск имени Героя Советского Союза генерал-лейтенанта инженерных войск Д.М. Карбышева довёл до участников конференции требования к индивидуальным средствам защиты сапёра, которые используются при выполнении задачи по гуманитарному разминированию. Практически всем выступающим задавали вопросы представители научно-исследовательских организаций Минобороны, обращавшие пристальное внимание, в том числе, и на детали. Ответы в большинстве своём были убедительными. То есть тематику создания новых СИБ наши учёные прорабатывают основательно. И лидерство в средствах индивидуальной бронезащиты Россия не должна уступить.





Возврат к списку