Текст книги "Техника и вооружение 2012 08"

Автор книги: авторов Коллектив

сообщить о нарушении

Текущая страница: 1 (всего у книги 9 страниц)

Техника и вооружение 2012 08

ТЕХНИКА И ВООРУЖЕНИЕ вчера, сегодня, завтра

Научно-популярный журнал

Август 2012 г.

На 1 стр. обложки фото Д. Пичугина.

Проблемы и тенденции создания шлемов с высоким уровнем защиты

Э.Н. Петрова, С.Ю. Чусов, А. В. Щербаков, В. П. Яньков, А. И. Егоров, ОАО «НИИ Стали»

Анализ тенденций развития средств индивидуальной бронезащиты показывает, что наиболее сложным в техническом отношении элементом экипировки является броне шлем (БШ). Требования к нему включают жесткие ограничения по массе, ряду медико-биологических аспектов, связанных с проблемой амортизации ударной нагрузки при защите головы человека, а также необходимостью оснащения БШ дополнительными устройствами (переговорным устройством, информационным дисплеем и др.).

В настоящее время в основном используются полимерные шлемы, обеспечивающие защиту от пистолетных пуль на уровне 1 -го класса по ГОСТ Р 50744-95 или II класса по стандарту США NIJ Std-0106.01, а также от поражения осколками артиллерийских снарядов, мин, гранат и т. п.

Полимерные шлемы, изготовленные с применением арамидных тканей или материалов из сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ), обладают существенным преимуществом по сравнению с ранее производимыми шлемами из металлических материалов или стеклопластика. Так, при одинаковой массе в 1,5 кг полимерные шлемы обеспечивают противоосколочную стойкость, определяемую баллистическим пределом V50 1*

[Закрыть] – скоростью 50% непробития, равную 600-680 м/с, в то время как для стальных шлемов этот показатель составляет всего 250 м/с.

Однако такие шлемы имеют и ряд недостатков. Во-первых, это низкая стойкость к пробитию высокоскоростными стреловидными поражающими элементами (СПЭ) – одним из важных факторов поражающего воздействия современных артиллерийских боеприпасов. Во-вторых, высока вероятность значительного запреградного воздействия на голову из-за расслоения тканевых слоев при поражении и образования тыльной выпучины на корпусе шлема. Нужно учитывать и влияние климатических факторов (перепады температур, атмосферные осадки, солнечная радиация и т.п.) на сохранение защитных и эксплуатационных свойств полимерных шлемов.

Бронешлемы для спецподразделений силовых структур должны обеспечивать защиту и от более мощных боеприпасов, чем указанные выше. Осуществить это довольно сложно. Повышение требований к бронешлемам даже до обеспечения уровня защиты 2-го класса по ГОСТ Р 50744-95 увеличивает ожидаемую интенсивность динамического воздействия на шлем почти в 2 раза по сравнению с уровнем 1 -го класса защиты, что можно увидеть из табл.1.

1* Скорость 50% непробития Vx – скорость стандартного осколка (имитатора в еще стального шарика диаметром 6,35мм и массой 103 г) в момент соударения, при которой в 50% случаях происходит пробитие шлема, а в 50% – непробитие его.

Тканевополимерные бронешлемы 2-го класса защиты

Попытки создания тканевополимерного шлема 2-го класса защиты предпринимаются давно, поскольку полимерные композиции дают надежду на получение конечного изделия (БШ) с минимально возможной массой. В ОАО «НИИ Стали» ведутся работы в этом направлении с использованием новыхарамидных тканей с улучшенными свойствами и применением термопластичных пленочных связующих по традиционной для института технологии горячего прессования. В опытных экземплярах институту удалось получить шлем требуемого уровня защиты массой 1,9 кг.

ЗАО ЦВМ «Армоком» по специальной технологии уже производит тканево-полимерный бронешлем 2-го класса защиты ЛШЗ-2ДТ (СКАТ-2ДТ) массой 2,0 кг (без забрала) с площадью защиты 15 дм² . Его корпус состоит из двух жестких конструктивных слоев (внешнего и внутреннего) и расположенного между ними бронезащитного дискретно-тканевого пакета, состоящего из специально раскроенных и практически не скрепленных между собою кусков арамидной ткани. Давно замечено, что баллистическая ткань лучше работает, когда отдельные нити в ней имеют определенную подвижность. Поэтому защитные характеристики ткани сильно зависят от вида плетения, размеров куска ткани, скорости нагружения. Если ткань пропитать связующим, которое после полимеризации твердеет (что и делают большинство зарубежных и отечественных производителей), то подвижность отдельных нитей значительно уменьшится, следовательно, уменьшится и стойкость композита в целом.

Специалисты «Армокома» при разработке своей технологии постарались максимально учесть этот факт.

Правда, «дискретно-тканевая» технология также не идеальна для решения поставленной задачи. Пока не нашел четкого ответа ряд существенных вопросов: как обеспечить герметичность внутреннего пакета, как снизить значительно большее, чем в альтернативных технологиях, запреградное воздействие, как обеспечить необходимую жесткость шлема. Кроме того, эти шлемы (как, впрочем, и шлемы, полученные по другим технологиям) имеют достаточно большую толщину защитной композиции, что в итоге приводит к большим внешним габаритам изделия. В боевых условиях это отражается на эргономических характеристиках и шлема, и комплекта экипировки в целом.

Таблица 1. Характеристики некоторых пуль стрелкового оружия

Класс защиты по ГОСТ Р50744-95	Средство поражения	Калибр, мм	Масса пули, г	Тип сердечника	Скорость, м/с	Кинетическая энергия, Дж	Удельная кинетическая энергия, Дж/мм²
1	Пуля Пет патрона 57-Н-181С (пистолет ПМ)	9,0	5,9	Стальной	315	300	4,7
2	Пуля патрона 7Н7 (пистолет ПСМ)	5,45	2,5	Стальной	325	130	35
2	Пуля патрона 57-Н-134С (пистолет ТТ)	7,62	5,5	Стальной	445	540	34
3	Пуля патрона 7Н6 (автомат АК74)	5,45	3,4	Стальной нетермоупрочненный	890	1350	140
3	Пуля ПС-43 патрона 57-Н-231 (автомат АКМ)	7,62	7,9	Стальной нетермоупрочненный	745	2080	165
5	Пуля ЛПС патрона 57-Н-323С (винтовка СВД)	7,62	9,6	Стальной нетермоупрочненный	835	3270	205

Применение перспективных полимерных материалов в производстве шлемов

Бронепанели из сверхвысокомолеклярного полиэтилена (СВМПЭ-UD) сегодня успешно применяются в бронежилетах 2-го класса защиты по ГОСТ Р 50744-95. В отличие от композитов, полученных из арамидных тканей, полиэтиленовые защитные структуры относятся к так называемым «однонаправленным структурам», в которых элементарные нити в одном слое укладываются в одном направлении, а в другом слое – в направлении, перпендикулярном относительно предыдущего слоя. Нити в каждом слое и слои склеиваются между собой при нагревании композиции до определенной температуры. Отсутствие переплетений нитей и относительно непрочное соединение нитей между собой приводит к тому, что при высокоскоростном нагружении нити максимально реализуют свои прочностные характеристики, поглощая энергию пули.

Предпринимались попытки изготовления из этого материала и шлемов с уровнем защиты по 2-му классу ГОСТ. Однако отсутствие в России соответствующего оборудования и исходного сырья не позволили решить эту проблему. Между тем шлемы из этого материала (правда, с уровнем защиты, соответствующим 1 -го классу ГОСТ) в настоящее время серийно производятся в США, Германии, Израиле, и их разработчики не видят проблем в создании шлемов под требования российского стандарта, в том числе и по 2-му классу по ГОСТ Р 50744-95. При этом масса такого шлема ожидается в пределах 1,5-1,7 кг, т.е. полиэтилен позволяет обеспечить значительное снижение массы изделия.

Для организации производства таких шлемов в России требуется создать многое: организовать производство волокна, наладить выпуск так называемого «флата» – нетканого листового материала из полиэтиленового волокна и, наконец, создать или приобрести за рубежом соответствующее прессовое оборудование, обеспечивающее точность термостатирования на уровне 0,5'С. Ясно, что без государственного финансирования, используя только частный капитал, организовать такое производство вряд ли удастся.

Недостатки полиэтиленовых шлемов по сравнению со стальными точно такие же, как и тканевополимерных-большой габарит и высокий уровень запреградной травмы.

Таблица 2. Характеристики металлических и комбинированных бронешлемов, применяемых в спецподразделениях силовых структур

Наименование бронешлема	Производитель	Материал защитной структуры	Уровень защиты	Масса, кг	Площадь защиты, дм²
«Маска» (с забралом с бронестеклом)	НИИ спецтехники и связи МВД России	Броневая сталь	ТТ, ПСМ с 5 м Бронестекло – ПМ с 5 м	4,2±0,2 (2,6+0,2 без забрала)	13,8
PSH-77 (с забралом с бронестеклом)	«TIG»«Швейцария»	Титан	ТТ с 50 м ПМ с 5 м Забрало – ПМ с 5 м	3,8±0,1 (2,5±0,1 без забрала)	13,0
Ат-95	«Ulbrichts» (Австрия)	Титан	ТТ с 50 м ПМ с 5 м	2,3+0,2	13,0
«Алтын», 6Б6-3 (с забралом с бронестеклом)	ОАО «НИИ Стали» (Россия)	Титановый сплав+тканево– полимерный подпор	ТТ, ПСМ с 5 м Забрало – ПМ с 5 м	3,9±0,25 (2,5±0,25 без забрала)	13,8
«Урал»	ОАО «НИИ Стали» (Россия)	Высокопрочный титановый Р-сплав +тканево– полимерный подпор	ТТ, ПСМ с 5 м	2,2+0,15	13,8
К6-ЗА (с забралом с бронестеклом)	ОАО «НИИ Стали» (Россия)	Алюминиевый сплав+тканево– полимерный подпор	ТТ, ПСМ с 5 м Забрало – ПМ с 5 м	3,7±0,25 (2,3+0,25 без забрала)	13,8
ЗШ-1-2 (с забралом)	ЗАО НПП «класс» (Россия)	Алюминиевый сплав+тканево– полимерный подпор	ТТ, ПСМ с 5 м Забрало – ПМ с 5 м	3,6±0,1 (2,3+0,2 без забрала)	13,8

Металлические и комбинированные шлемы

Обеспечить более высокий класс защиты, чем 1 -й, можно путем использования металлической брони (сталь, алюминий, титан) или композиций с применением полимеров и металлической брони. Характеристики некоторых шлемов, используемых в настоящее время, приведены в табл. 2. Эти шлемы применяются в основном для штурмовых операций, проводимых спецподразделениями силовых ведомств (ФСБ, МВД и пр.). В отличие от шлемов армейского назначения, к этим БШ, кроме повышенного уровня защиты, предъявляются и другие требования – в частности, увеличенная площадь защиты, в том числе лица, шеи. Большинство этих шлемов комплектуются радиогарнитурами, приборами ночного видения, другими приборными комплексами.

Из данных таблицы видно, что отечественные шлемы обеспечивают защиту по 2-му классу по ГОСТ Р 50744-95, забрала (где они применяются) – по 1 -му классу. Зарубежный титановый шлем TIG (Швейцария) имеет более низкий уровень защиты (пули ТТ с 50м и ПМ с 5м соответственно), чем российский 6Б6-3, хотя по массе они почти не отличаются. Отечественный бронешлем выигрывает за счет применения более прочных титановых сплавов.

Самый тяжелый из указанных отечественных бронешлемов – «Маска» 2-го класса с цельноштампованным корпусом (колпаком), выпускавшийся НИИ спецтехники и связи МВД. Снизить его массу невозможно даже при использовании самых высокопрочных сталей, так как технологические ограничения при штамповке корпусов не позволяют получить стальной бронешлем толщиной менее 1,8 мм. Кроме того, «Маска», как и все стальные тонкобронные структуры, имеет небольшую противоосколочную стойкость.

Замена стали на легкие сплавы в бронепреградах при сохранении их массы приводит к увеличению толщины бронепреграды. Соответственно, растет величина такой важной броневой характеристики, как отношение толщины преграды к калибру средства поражения (b/d). При этом характер разрушения бронепреграды в месте поражения меняется с «пролома» на «прокол» или «срез пробки», что приводит к большей энергоемкости преграды из-за возрастания деформированного объема металла и, в результате, к более высокой стойкости.

Первым российским опытом в использовании легких сплавов был известный шлем «Сфера» (СТШ-81), который до сих пор состоит на снабжении спецподразделений правоохранительных органов. Этот шлем, разработанный ОАО «НИИ Стали» еще в начале 1990-х гг., представляет собой пять штампованных деталей сложной формы из титанового сплава ОТ4-1, расположенных в тканевом чехле. Он обеспечивает защиту на уровне 1 -го класса по ГОСТ Р 50744-95 и от пули пистолета ТТ с дистанции 50 м. Преимущество «Сферы» – технологическая простота изготовления, недостаток – возможность «подныривания» пули в зазор между деталями, что существенно снижает защитные свойства шлема по сравнению с цельнотянутым вариантом корпуса.

Рисунок 1. Схема процесса глубокой вытяжки-штамповки пластичным металлом в жесткую матрицу.

1 – матрица; 2 – контейнер; 3 – пластичный металл; 4 – плоская заготовка.

Шлем «Рысь-Т» с кварцевым бронестеклом после испытания путей Пет (ТТ) с 5 м.

Комбинированные бронешлемы

Исследования «НИИ Стали» показали, что чисто металлические преграды, даже с применением легких сплавов, для бронешлема не дают большого эффекта, поэтому было разработано альтернативное решение с применением комбинированных преград. Корпус комбинированного бронешлема сочетает в себе лицевой слой из легких сплавов с тыльным слоем из различных арамидных тканей с полимерными прослойками или из полиэтиленовых материалов. Толщина металлической оболочки выбирается с учетом обеспечения жесткости и максимальной энергоемкости корпуса бронешлема, разрушающего и деформирующего пулю. Роль полимерного подпора, реализующего преимущества высокомодульных материалов, при этом сводится к полному задержанию образовавшихся элементов демонтажа пули.

На практике получить цельноштампованную оболочку шлема из высокопрочного титанового сплава оказалось далеко не простым делом. При штамповке в затылочной части заготовки образовывалось недопустимое утонение, значительная доля заготовок уходила в брак из-за разрывов листа. «НИИ Стали» совместно с Национальным институтом авиационных технологий (НИАТ) впервые разработана технология изготовления цельнотянутого металлического корпуса шлема глубокой вытяжкой-штамповкой пластичным металлом в жесткую матрицу. Схема процесса представлена на рис. 1.

Сущность этого технологического процесса состоит в том, что плоская заготовка (4) укладывается на поверхность матрицы (1) и прижимается пластичным металлом (3), который залит в контейнер (2). Контейнер с пластичным металлом прикреплен к ползуну пресса. При рабочем ходе пластичный металл прижимает заготовку к поверхности матрицы и сворачивает ее в полость матрицы.

Разработанный способ холодной листовой штамповки-вытяжки пластичным металлом имеет большие технологические возможности по сравнению с существующими процессами штамповки и обеспечивает:

– возможность работы с различными металлическими материалами (стали, титановые и алюминиевые сплавы) различных толщин;

– изменение исходной толщины материала при вытяжке этим способом составляет не более 5-8%;

– создание условий для получения больших коэффициентов вытяжки за один проход;

– предотвращение складкообразования.

Данный метод позволил сократить сроки подготовки производства шлемов и снизить трудоемкость изготовления изделий, стоимость штамповой оснастки, затраты на основной металл, что очень важно при серийном производстве. Только такой способ изготовления позволяет получать металлические оболочки с максимально равномерной толщиной стенки (с минимальными утонениями). Это обеспечивает равномерные защитные свойства по всей поверхности шлема.

Разработанная специалистами «НИИ Стали» комбинированная структура шлема не имеет зарубежных аналогов. Технология его изготовления включает в себя штамповку корпуса из легких сплавов, штамповку подпора из арамидных тканей и окончательную сборку. Впервые она была применена при изготовлении бронешлемов «Алтын» с титановым корпусом, стоящих на снабжении КГБ (ФСБ) с 1980-х гг. В настоящее время институтом разработан ряд модификаций комбинированных шлемов для различных сфер применения (общевойсковые 6Б6 и 6Б14, полицейский К6-ЗМ, для спецподразделений 6Б6-3, саперный К6-4, со встроенной гарнитурой для носимой радиостанции «Рысь-Т»).

Серийный комбинированный шлем для спецподразделений 6Б6-3 состоит из цельнотянутой титановой оболочки, тканево-полимерного подпора и подтулейного устройства в сборе. Для защиты лица бойца от пулевого обстрела из пистолета ПМ шлем оснащен откидным титановым забралом с бронестеклом в алюминиевой рамке.

Оптимизированная форма БШ обеспечивает необходимый регламентированный зазор между его внутренней поверхностью и головой человека. Это способствует достижению минимального допустимого уровня запреградного воздействия на голову, а также естественной вентиляции подшлемного пространства. Специальное подтулейное устройство обеспечивает надежную фиксацию шлема на голове. Он удобно и быстро снимается и надевается. Подтулейное устройство после повреждения легко заменить на новое без использования специальных приспособлений. Боец может самостоятельно подогнать его по размеру. Шлем хорошо сочетается со штатными средствами связи (их можно разместить прямо на корпусе), наблюдения и прицеливания. Масса такого бронешлема в сборе (без забрала) составляет 2,5±0,25 кг.

Комбинированный титановый шлем имеет противоосколочную стойкость, определяемую как скорость 50% непробития V₅₀ не менее 800 м/с. Стойкость корпуса по ГОСТ Р 50744-95 – по 2-му классу, причем гарантируется сохранение его защитных свойств при температуре от -40°С до +40°С.

Шлем 6Б6 после испытаний. Титановая оболочка шлема пробита, максимально поглотив энергию поражающего средства. Тканевополимерный вкладыш шлема не пробит. Прогиб находится в допустимых пределах.

Боец в шлеме «Рысь-Т».

Для МВД РФ разработан комбинированный титановый шлем «Урал» из нового титанового р-сплава высокой прочности (однофазного сплава титана с Р-структурой). Его масса на 10– 15% меньше, чем у шлема 6Б6-3, хотя он характеризуется таким же уровнем защиты.

Опыт использования комбинированных титановых шлемов разработки ОАО «НИИ Стали» в «горячих точках» показал, что они обеспечивают полную защиту при обстреле из автомата АК74 с дистанции 350 м и автомата АКМ с дистанции 500 м при попадании пули по нормали. Они значительно снижают (вплоть до безопасного) поражающее действие пуль автоматического оружия при обстреле с меньших дистанций под различными углами попадания. К важным достоинствам эксплуатации этих шлемов относится то, что их корпуса являются коррозионностойкими и немагнитными. Они могут использоваться для изготовления новых бронешлемов после истечения срока эксплуатации и утилизации.

«НИИ Стали» также впервые показал возможность изготовления комбинированного шлема 2-го класса защиты из броневых алюминиевых сплавов своей разработки. Это техническое решение впоследствии переняло и реализовало в своих изделиях ЗАО НПП «КлАСС». Алюминиевый вариант комбинированного шлема легче и дешевле титанового, но при этом величина тыльной деформации корпуса при пулевом поражении корпуса больше. Возможна деформация внешней поверхности при падениях и ударных нагрузках в процессе эксплуатации.

Перспективные работы

Перспективными работами в области совершенствования комбинированных бронешлемов 2-го класса защиты в настоящее время являются:

– разработка режимов термопластической деформации высокопрочных титановых сплавов (с пределом прочности ав =1 ООО-1300 МПа), позволяющих снизить массу титанового корпуса шлема на 15-20%;

– создание и применение экономнолегированных титановых р-сплавов с целью снижения стоимости титановых корпусов шлемов на 50-70% при той же массе либо на 20-35% при снижении массы на 15%;

– использование для изготовления корпуса шлемов алюминиевых сплавов с твердостью 1800-2100 МПа и слоистых материалов на их основе;

– проведение оптимизации структур тканево-полимерных подпоров с целью снижения их массы на 15-30% и уменьшения их стоимостных характеристик;

– разработка бронешлема с подпором из СВМПЭ-UD;

– разработка для бронешлемов забрал с бронестеклами 2-го класса защиты, а также полностью прозрачных забрал 1-го класса защиты с улучшенными эксплуатационными характеристиками и повышенной живучестью;

– оснащение бронешлемов дополнительным навесным оборудованием: системами связи, наблюдения, коммуникации, принудительной вентиляции, защиты от отравляющих веществ (ОВ).

Защита от пуль длинноствольного огнестрельного оружия

Требований защиты головы от пуль длинноствольного стрелкового оружия (автоматов, снайперских винтовок) пока нет ни в одном стандарте. Хотя сегодня спецподразделения, участвующие в различных контртеррористических операциях и борьбе с незаконными вооруженными формированиями, как раз подвергаются обстрелу из длинноствольного автоматического оружия с различных дистанций.

На протяжении многих лет обсуждается вопрос о целесообразности разработки штурмовых шлемов для защиты от пуль длинноствольного огнестрельного оружия. Противники создания таких шлемов приводят два основных аргумента:

1. Масса шлема окажется настолько велика, что в нем нельзя будет выполнять боевые задачи;

2. При воздействии высокоскоростного ударника (даже при непробитии шлема) невозможно спрогнозировать контузионное воздействие.

Тем не менее, жизнь заставляет вести работы в данном направлении и искать приемлемые решения. Пулевые ранения в голову в большинстве случаев относятся к разряду смертельных; с ростом плотности огня автоматического оружия и действий снайперов вероятность таких ранений только увеличивается.

Используя технологию глубокой вытяжки, «НИИ Стали» удалось изготовить корпус шлема из высокопрочной стали повышенной толщины. Установив в него соответствующий тканевополимерный подпор, специалисты «НИИ Стали» получили бронешлем массой 4,3 кг при площади защиты 13,5 дм² (т. е. всего на 8-10% тяжелее серийного шлема 6Б6-3 с забралом). Этот шлем показал следующие результаты испытаний при пулевом обстреле:

1. Обеспечивает полную защиту по 3-му классу ГОСТ Р 50744-95 как при нормальных климатических условиях, так и при -50’С;

2. При обстреле из снайперской винтовки СВД (7,62 мм патрон 57-Н-323С) пулей ЛПС обеспечивает защиту с дистанции 50 м.

Главное достоинство таких шлемов – низкая стоимость и технологичность, недостаток – возможность вторичного поражения при рикошетировании пуль.

Органокерамические бронешлемы

В последнее время как зарубежные, так и российские компании (ЦВМ «Армоком», НПП «КлАСС», ОАО«НИИ Стали») разрабатывают органокерамические бронешлемы с лицевым слоем из высокопрочной керамики и тыльным тканево-полимерным подпором. Они рассчитаны на обеспечение защиты головы по 3-му и выше классам по ГОСТ Р 50744-95. Такие бронешлемы гарантируют требуемый уровень защиты при меньшей массе по сравнению с металлическими и металлокомпозиционными бронешлемами, причем с повышением класса защиты это расхождение увеличивается. ЦВМ «Армоком» предлагает органокерамические шлемы 5-го класса защиты массой 4,5 кг, что на 40-50% меньше по сравнению с аналогичным шлемом из броневой стали и незначительно отличается от массы серийных стальных шлемов 2-го класса защиты с забралом типа «Маска».

Однако широкое распространение органокерамических бронешлемов сдерживается проблемами обеспечения сплошности (ослабления защитных свойств в местах сопряжения керамических элементов), живучести (обеспечения требуемого количества попаданий пуль в шлем без пробития) и допустимого уровня запреградного воздействия. Органокерамические бронешлемы стоят дороже, чем металлические и металлокомпозиционные, а также требуют более сложной технологии производства. Низкая масса корпуса бронешлема имеет и свою оборотную сторону: она подразумевает повышенную передачу динамического импульса на голову и шею пользователя при пулевом поражении.

Боец в шлеме «Рысь-Т».

Перспективы развития бронешлемов

Особенно важен в настоящее время вопрос наращивания защитных возможностей шлемов при сохранении приемлемых массовых и эксплуатационных характеристик.

К некоторым категориям бронешлемов российскими силовыми структурами сейчас предъявляются требования защиты по 6а классу ГОСТ Р 50744-95. Также в соответствии с современными технологиями шлем должен быть оснащен переговорным устройством, прибором ночного видения, информационным дисплеем, средствами защиты органов дыхания и прочим навесным оборудованием. Это ведет к увеличению его массы, поэтому необходимы устройства, обеспечивающие разгрузку шейных позвонков и головы бойца. Оптимальное решение проблемы – конструкция по типу скафандра с опорой бронешлема на определенные участки тела (плечи, торс, бедра). В настоящее время такие устройства в России разрабатывают ОАО «НИИ Стали», МГТУ им. Баумана и ОАО НПП «Звезда».

В целях комплексного разрешения всех указанных проблем «НИИ Стали» разработал и изготовил опытный комбинированный шлем с лицевым керамическим слоем из карбида бора (В4 С – наиболее легкой керамики) и основой из органокомпозита с титановым подслоем для снижения контузионной травмы головы.

Этот комбинированный шлем массой 7,5 кг, площадью защиты 18 дм² был испытан по 6а классу по ГОСТ Р 50744-95. Для снижения воздействия на шейные позвонки при ударе в шлем и приведения эксплуатационных характеристик в соответствие с установленными требованиями была создана и изготовлена система разгрузки с передачей усилия на плечевую область.

Проведенные испытания шлема показали, что остаточная тыльная деформация шлема в проекции попадания пули практически полностью отсутствует.

Оценить контузионное воздействие на голову при обстреле шлемов средствами поражения, соответствующими высшим классам защиты российских стандартов, довольно трудно, поскольку до сих пор не существует достоверных критериев и методик проведения такой оценки.

Разработка шлема с защитой по 6а классу ГОСТ Р 50744-95 – чрезвычайно сложная техническая задача. Она может быть решена только за счет создания новых защитных структур, технологических процессов и применения лучших современных материалов:

– отечественных керамик на основе карбида бора;

– высокопрочных и высокопластичных титановых сплавов;

– отечественных и зарубежных тканей на основе арамидных волокон;

– материалов на основе высокомолекулярного полиэтилена СВМПЭ (UD – структуры);

– применения полимерных эластичных материалов и пленок различной структуры.

Конструкция бронешлема может быть создана с использованием защитной органокерамической композиции с применением эластомерных связок холодного отверждения либо вулканизации, что повысит живучесть преграды.

Использование нетканых UD-структур для тыльного подпора – еще одно решение для снижения массы защиты. Одним из перспективных направлений в разработке структуры шлема может быть внедрение мелкодискретной керамики в полимерной оболочке.

Совмещение противоосколочной и противопульной защиты лица с системой защиты органов дыхания, глаз и лица от газов, паров, аэрозолей боевых отравляющих веществ и с системой кондиционирования путем установки на устройстве забора воздуха защитных фильтров с подачей затем очищенного воздуха под лицевую маску позволит снизить общую массу этих систем и значительно повысить эксплуатационные характеристики (к примеру, исключить запотевание очковой системы маски при эксплуатации).

Таким образом, в области создания шлемов высокого уровня защиты на сегодня просматриваются следующие проблемы и пути их решения:

1. В обозримом будущем вряд ли удастся найти материалы, которые бы позволили на порядок снизить массовые показатели защитных структур и, следовательно, шлема в целом. Поэтому масса шлема уровня защиты 3-ба вряд ли будет менее 4,5-6,0 кг. А с учетом оснащения шлема дополнительными комплексами его общая масса может достигать 7-8 кг.

2. Большая масса шлема и практически полное отсутствие исследований по воздействию высокоэнергетических средств поражения (пуль длинноствольного автоматического оружия, высокоскоростных тяжелых осколков и т.д.) на голову и шейные позвонки человека вынуждает искать пути максимального снижения такого воздействия. Наиболее очевидный и простой путь – это создание системы разгрузки, воспринимающей и передающей на торс человека ударный импульс со шлема и инерционные нагрузки, минуя голову и шейную область.

По этому пути сегодня идут многие разработчики систем защиты головы высокого уровня защиты.