Российские прозрачные забрала бронешлемов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Открытое акционерное общество «Научно-исследовательский институт стали»

УДК 623.445.1

Российские прозрачные забрала бронешлемов. Проблемы и тенденции

Е.И. Степанов,

С.Ю. Чусов,

В.П. Яньков

 Одной из важнейших проблем обеспечения безопасности в деятельности силовых структур является защита лица бойцов от воздействия поражающих факторов (пуль, осколков, фрагментов грунта, камней, палок, холодного оружия, химических веществ и т.д.). Важным требованием к созданию такой защиты является то, что она не должна мешать выполнению боевых задач, в частности обеспечивать необходимую видимость (обзор). Такому требованию в наибольшей степени соответствуют применяемые полностью прозрачные забрала для бронешлемов.

Под полностью прозрачным забралом понимается забрало, вся или максимальная поверхность защиты которого является прозрачной. Это позволяет обеспечивать практически неограниченный обзор предлежащего пространства с осуществлением в то же время защиты лица. По своему назначению такие забрала подразделяются на противоударные, противоосколочные и противопульные.

Противоударные забрала предназначены для защиты лица от ударов камнями, палками, бутылками и т.п., холодным оружием (специальными техническими требованиями МВД России к средствам защиты головы ПР 78.01.0015-2005 устанавливается предельная энергия удара, от которого должна обеспечиваться защита, 45 Дж), а также от воздействия агрессивными химическими веществами. Они используются, в основном, подразделениями органов внутренних дел при патрулировании, оцеплении, борьбе с массовыми беспорядками и т.п. Противоосколочные забрала предназначены для защиты лица от воздействия поражающих факторов, возникающих при взрыве мин и прочих взрывных устройств, и входят в состав экипировки сапёров.

Противопульные забрала обеспечивают защиту лица от пуль различных видов стрелкового оружия, они используются спецподразделениями силовых структур.

По уровню защиты противопульные забрала соответствуют 1 или 2 классу по ГОСТ Р 50744-95 (ГОСТ Р 51136-98) либо IIа, IIIа классам защиты по NIJ-Std-0101-04. Более высокий уровень защиты для полностью прозрачных забрал затруднительно обеспечить из-за слишком большой массы такого забрала. забрало бронешлем боевой шлем

Так, забрало площадью защиты 6 дм2 и с уровнем защиты по 3 классу ГОСТ Р 50744-95 (ГОСТ Р 51136-98) будет весить порядка 4 кг, что в сочетании с самим бронешлемом потребует дополнительной системы разгрузки. Следует заметить, что даже по 2 классу защиты полностью прозрачные забрала используются редко, так как их масса в таком случае составляет 2,0…2,5 кг (при площади защиты 6 дм2), т. е. сравнима с массой самого бронешлема.

В качестве материалов для изготовления прозрачных забрал в основном используются прозрачные полимерные пластики: полиметилметакрилат (промышленное название - органическое стекло или оргстекло) и поликарбонат. Для забрал 2 класса защиты по ГОСТ Р 50744-95 (ГОСТ Р 51136-98) применяют многослойные композиции, состоящие из силикатных стекол различной толщины со связующими прослойками и тыльного слоя из защитной плёнки или поликарбоната, задерживающего осколки. Технические характеристики прозрачных полимерных материалов приведены в таблице. Видно, что оптимальными свойствами для использования в качестве забрала обладает поликарбонат, сочетающий высокие прочность и жёсткость с очень высокой стойкостью к ударным воздействиям. Материал хорошо поддаётся формованию, технологичен, не горюч, имеет высокие оптические свойства, при введении УФ-стабилизаторов устойчив к ультрафиолетовому излучению не менее 10 лет (с уменьшением коэффициента светопропускания не более, чем на 6%, согласно гарантиям производителей), может наноситься антиабразивное и антизапотевающее покрытие [1]. Поликарбонат сохраняет свои свойства в широком диапазоне температур, однако при температурах ниже 0єС охрупчивается и может растрескиваться и давать отколы при высокоэнергетическом нагружении. Он используется для изготовления противоударных и противоосколочных забрал, защищающих от низкоскоростных осколков (стальной шарик 6,35 мм массой 1,03 г до 500 м/с), толщиной до 12 мм (формование более толстых листов поликарбоната является затруднительным и дорогостоящим). В качестве тыльного слоя используется в составных противопульных и противоосколочных (защищающих от высокоскоростных осколков) забралах. На российском рынке, в основном, предлагается поликарбонат иностранного производства (поскольку производство его в России незначительно), имеющий соответственно высокую стоимость ( 11 долларов за м2 на 1 мм толщины). Следует отметить, что, несмотря на часто заявленную одинаковость (или практическую близость) свойств марок поликарбоната различных производителей, на самом деле отличия всё же есть и, как показывает опыт применения, это может негативным образом сказаться при изготовлении и использовании забрал. К сожалению, критерии влияния тут ещё полностью не выявлены, хотя исследования ведутся. Полиметилметакрилат (оргстекло) также имеет хорошие оптические свойства, устойчив к ультрафиолетовому излучению, автомобильному топливу, растворам кислот и щелочей, имеет широкий диапазон температур использования, высокие прочность, жёсткость и твёрдость (выше, чем у поликарбоната), относительно дёшев [2]. Его принципиальным недостатком как ударозащитного материала является хрупкость, что позволяет его использовать только в качестве лицевого слоя составных прозрачных забрал. В основном, для этой цели применяется оргстекло марок типа СО-120, СО-95. Применение ориентированного оргстекла марок типа АО, имеющих наряду с высокой прочностью и абразивостойкостью приближающуюся по уровню к поликарбонату стойкость к ударным воздействиям без растрескивания, сдерживается технологической трудностью формования.

Для соединения слоёв составных забрал российскими производителями, в основном, используются два способа: механическим скреплением и с помощью прозрачного акрилатного связующего. Механическое соединение лицевого полиметилметакрилатного и тыльного поликарбонатного слоёв (либо только двух и более поликарбонатных слоев) с помощью винтовых (втулочных) креплений является наиболее простым способом изготовления составного прозрачного забрала. Однако этот метод требует точного сопряжения геометрических радиусов гиба всех слоёв, чтобы минимизировать оптические искажения. К тому же практика показывает, что в процессе эксплуатации крепление такого забрала постепенно расшатывается и ослабевает, а неизбежное существование зазора между слоями, наполненного воздухом даже при наличии герметизирующих прокладок, ведёт к внутреннему запотеванию забрала при изменении климатических условий и затеканию воды при дожде. Забрала, изготовленные соединением слоёв с помощью акрилатного связующего, лишены этих недостатков. Однако для обоих типов соединения актуальным является вопрос живучести забрала (количества поражений до разрушения). Хрупкое (осколочное) разрушение полиметилметакрилатного лицевого слоя при поражении в сочетании с отсутствием соединения слоёв по всей поверхности защиты в первом случае и хрупкостью и слабой адгезивной связью с соединяемыми слоями при ударе акрилатного связующего во втором случае приводят к тому, что забрало площадью 6 дм2 выдерживает только 1-2 поражения. Это является достаточным согласно специальным техническим требованиям МВД России к средствам защиты головы ПР 78.01.0015-2005.

Следует однако учитывать, что согласно техническим требованиям к бронешлемам "Алтын", "Рысь-Т", 6Б6-3 бронестекло площадью защиты 1,6 дм2 в рамке, установленное на титановом щитке, при температуре выше 0єС должно выдерживать 2 попадания, а сам щиток - ещё 3 попадания. Такой же уровень живучести желательно бы обеспечивать и на полностью прозрачных забралах. В связи с этим интерес представляют предлагаемые на российском рынке прозрачные забрала иностранного, в частности, израильского производства, поставляемые в комплекте со съёмной крепёжно-регулировочной системой, позволяющей устанавливать эти забрала на различные бронешлемы [2]. Слои прозрачных пластиков, составляющие защитную композицию вышеуказанных забрал, соединены между собой с помощью вязких, эластичных связующих, обладающих высокой адгезией к соединяемым слоям в условиях ударного нагружения, что обеспечивает сохранение целостности забрала даже при его растрескивании. Думается, что подобное направление в применении связующих является перспективным и для российских производителей забрал.

Ещё одной проблемой, связанной с забралами для бронешлемов, является то, что вследствие своего расположения забрало неизбежно вносит разбалансировку в положение бронешлема на голове, создавая опрокидывающий момент и дополнительную нагрузку на шейные мышцы. Обычно это явление стараются снивелировать с помощью совершенствования системы подтулейного устройства бронешлемов (внутренней подвески), либо оснащения бронешлема бармицей. Однако данную ситуацию ухудшает общая ныне тенденция к снижению веса бронешлемов при пока ещё нереальности заметного снижения веса забрала (при сохранении заданных защитных свойств) и, следовательно, к постепенному уравниванию их масс и смещению из-за этого центра тяжести всей конструкции в сторону забрала. Это при фактическом уменьшении общего веса бронешлема с забралом в случае, если не применять каких-то технических решений, не уменьшает, а порой и увеличивает нагрузку на голову пользователя, что соответственно сказывается на его боеспособности.

В целом, следует отметить, что разработка и совершенствование прозрачных забрал является актуальной и перспективной задачей для российских производителей бронешлемов.

Таблица Характеристики прозрачных полимерных материалов

Литература

1. Технические характеристики монолитного поликарбоната. М., 2005.

2. ГОСТ 10667-90. Стекло органическое листовое. М., 1990.

3. Зарбала пулестойкие поликарбонатные. Проспект фирмы Migoon. Тель-Авив, 1998.

Размещено на Allbest.ru