"Siêu luồng" sẽ bảo vệ binh lính Nga khỏi đạn và mảnh bom
Trong quân đội hiện đại, vấn đề sống sót của nhân sự rất được chú trọng. Công việc tạo ra áo giáp và vật liệu bảo vệ mới liên tục được tiến hành trên khắp thế giới. Một trong những tài liệu đầy hứa hẹn của Nga là “Superthread”, được báo chí Nga bắt đầu tích cực viết về nó lần đầu tiên vào tháng 2021 năm XNUMX.
Các nhà phát triển thiết bị chiến đấu cá nhân nhận thức rõ rằng đặc tính bảo vệ áo giáp cá nhân phần lớn phụ thuộc vào trọng lượng riêng của vật liệu được sử dụng trong sản xuất. Trong quá trình phát triển, ngành công nghiệp quân sự chuyển từ thép có trọng lượng riêng 8 g/cm3, đầu tiên sang titan - 4,5 g/cm3, sau đó sang nhôm - 2,7 g/cm3, sau đó sang vật liệu composite polymer có chỉ số 1,5 -2 g/cm3, tờ báo chính thức của Bộ Quốc phòng Nga “Red Star” đưa tin.
Ngay trong thế kỷ này, sự tiến bộ đã tiến xa hơn nữa. Dựa trên sợi polyetylen có trọng lượng riêng chỉ 0,97 g/cm3, người ta có thể thu được vật liệu composite có độ bền đến mức có thể sản xuất áo giáp, mũ bảo hộ và các bộ phận bảo vệ cho xe bọc thép. Chúng ta đang nói về sợi có trọng lượng phân tử cực cao. Những chiếc mũ bảo hiểm làm từ chúng chỉ nặng 0,8 kg và việc sản xuất chúng lần đầu tiên được triển khai ở Mỹ và Đức. Nhờ nỗ lực của các kỹ sư và nhà khoa học Nga, những công nghệ tương tự đã xuất hiện ở nước ta.
"Siêu luồng" là gì
“Superthread” là vật liệu đầy hứa hẹn của Nga với đặc tính bảo vệ cao. Việc sản xuất nó có thể được triển khai trực tiếp tại Nga và được sử dụng để sản xuất áo giáp cũng như các thiết bị bảo vệ cá nhân khác cho quân nhân. Đằng sau cái tên khác thường này là một loại sợi polyethylen có trọng lượng phân tử cực cao (UHMWPE) đặc biệt nhẹ. Chất mới được tạo ra bởi các nhà hóa học người Nga từ Viện nghiên cứu sợi tổng hợp ở Tver.
Cường độ riêng của vật liệu mới là 350 gf/tex (chỉ báo tải trọng đứt tương đối). Con số này cao hơn gần 1,5 lần so với các loại sợi aramid tốt nhất hiện nay như Kevlar. Theo Evgeniy Kharchenko, nhà thiết kế trưởng hệ thống bảo vệ thiết bị quân sự cho quân nhân và tổng giám đốc công ty Armocom, chỉ có thể phát triển thành phần hỗn hợp dựa trên sợi mới vào năm 2020.
Các sợi UHMWPE ban đầu và tấm composite UHMWPE (ngực và chân), tất cả ảnh: armocom.ru
Theo chuyên gia, khó khăn là do hệ số ma sát gần như bằng 0, cùng với khả năng điện khí hóa cao nên các loại sợi mới không thể gia công bằng phương pháp dệt truyền thống thành vải hiệu quả. Một vấn đề khác là việc tìm kiếm chất kết dính polyme thích hợp để dán các sợi UHMWPE thành một hỗn hợp nguyên khối. Vấn đề là khả năng kết dính của vật liệu mới gần bằng không.
Những khó khăn được liệt kê là lý do khiến các nhà hóa học Tver chỉ có thể tạo ra hỗn hợp dựa trên sợi mới vào năm 2020. Hỗn hợp dựa trên “Superthread” là kết quả hợp tác giữa các kỹ sư của công ty Armocom và Viện Nghiên cứu Chế tạo Máy Đặc biệt Trung ương (Khotkovo). Các chuyên gia Nga không chỉ lựa chọn thành phần cần thiết của composite dựa trên loại sợi mới mà còn phát triển các công nghệ hiệu quả để đúc các sản phẩm phẳng và cong từ Superthread.
Nhờ nỗ lực của các nhà hóa học và kỹ sư trong nước làm việc với vật liệu tổng hợp, một loại vật liệu composite độc đáo về khả năng và hiệu quả đã xuất hiện ở trong nước. Nó có đặc tính đạn đạo và cấu trúc cao. Quan trọng hơn, vật liệu này có thể được các doanh nghiệp công nghiệp Nga đưa vào ứng dụng thực tế. Trong tương lai, nó sẽ có thể cạnh tranh với các sản phẩm tương tự của nước ngoài, vượt qua chúng ở một số khía cạnh ngay cả bây giờ.
Những gì đã biết về đặc tính bảo vệ của vật liệu mới
Các tài liệu do Armocom xuất bản đưa ra ý tưởng về đặc tính bảo vệ của vật liệu tổng hợp mới. Với mật độ hỗn hợp polyetylen của Nga thấp hơn đáng kể, vật liệu mới có đặc tính cường độ ở mức tương tự tốt nhất của nước ngoài.
Điều quan trọng nhất là đặc tính đạn đạo của Superthreads không chỉ vượt trội hơn 40% so với vật liệu tổng hợp aramid dựa trên vải Kevlar mà còn cao hơn đáng kể so với vật liệu tổng hợp UHMWPE của nước ngoài. Armocom lưu ý rằng việc đạt được các đặc tính tốt nhất của vật liệu bảo vệ mới có thể liên quan đến công nghệ cuộn dây và máy nén phi truyền thống được sử dụng.
Bản chất sức tàn phá của đạn 7N28 khi bắn vào tấm composite UHMWPE dày 10 mm - xuyên thủng 40% độ dày
Về trọng lượng riêng, chất mới của Nga từ công ty Armocom tương ứng với UHMWPE UD (UniDirectional) của Israel. UniDirectional là vật liệu composite tiên tiến của Israel để bảo vệ đạn đạo. Cả hai công trình phát triển của Nga và Israel đều có trọng lượng riêng như nhau - 0,98 g/cm3. Đồng thời, độ bền kéo của chất Nga là 950 MPa, còn của Israel là khoảng 900 MPa. Khả năng chống phân mảnh của Superthread V50 là 670 m/s, của UD composite của Israel là 630 m/s. Khả năng chống phân mảnh V50 cho chúng ta biết tốc độ mà trình mô phỏng phân mảnh gặp được phần tử bảo vệ, tại đó nó không bị xuyên thủng với xác suất là 0,5.
Điều đáng chú ý là nhựa hữu cơ aramid phổ biến của Mỹ như Kevlar kém hơn đáng kể so với UHMWPE được liệt kê. Như vậy, trọng lượng riêng của nó đạt 1,25 g/cm3, độ bền kéo – 800 MPa, khả năng chống phân mảnh V50 – 480 m/s. Tất cả các đặc điểm được liệt kê đều được Armocom đưa ra cho vật liệu bọc thép có mật độ bề mặt gia cố là 4 kg/m2.
Ngoài khả năng bảo vệ tốt khỏi các mảnh vỡ, vật liệu composite mới của Nga sẽ có khả năng chặn đạn súng máy. Công ty Armocom lưu ý rằng nếu theo truyền thống để bảo vệ khỏi đạn súng máy thì cần phải kết hợp các tấm gốm siêu cứng có trọng lượng riêng khoảng 3 g/cm3 ở mặt trước của lớp bảo vệ với nhựa hữu cơ ở mặt sau của các bộ phận áo giáp. , thì vật liệu mới sẽ có thể thực hiện được mà không cần gốm tương đối mỏng .
Công ty lưu ý rằng hỗn hợp polyetylen được phát triển có khả năng ngăn chặn nhiều loại đạn góc nhọn hiện đại mà không cần sử dụng thêm gốm sứ. Armocom nhấn mạnh lỗ do viên đạn tạo ra sẽ tự siết chặt, ép viên đạn từ mọi phía. Hoặc hỗn hợp mới hoạt động như một hợp chất cứng ngay lập tức, chỉ cần nghiền nát lớp vỏ và đôi khi là chính lõi đạn.
Một ưu điểm và lợi ích quan trọng của tất cả các loại sợi UHMWPE, không giống như hầu hết các vật liệu composite hiện có, là chúng có độ nổi dương. Đặc điểm này của vật liệu giúp sản xuất áo giáp có hiệu quả ngay cả khi vượt qua chướng ngại vật dưới nước. Những thiết bị bảo vệ như vậy sẽ rất hữu ích trong trang bị của lính thủy đánh bộ và thủy thủ. Nhà phát triển sợi UHMWPE UD-UniDirectional của Israel cũng nhấn mạnh rằng vật liệu này không có khả năng hấp thụ nước.
Việc sử dụng UHMWPE của Nga mở ra những cơ hội gì?
Hiện tại, dựa trên các sợi UHMWPE mới nhất được tạo ra, các chuyên gia trong nước đã sản xuất nhiều bộ phận áo giáp composite khác nhau được thiết kế để bảo vệ các cơ quan quan trọng của quân nhân khỏi súng cầm tay vũ khí kẻ thù cũng như chân khỏi tác động của mảnh đạn. Không giống như tất cả các sản phẩm tương tự của nước ngoài, các bộ phận bảo vệ áo giáp của Nga lần đầu tiên được sản xuất bằng phương pháp cuộn dây.
Mẫu mũ bảo hiểm và tấm giáp ngực bằng composite UHMWPE nén cuộn
Trong tương lai, sợi UHMWPE mới của Nga, có ký hiệu “Superthread”, có thể được sử dụng để sản xuất các bộ phận bảo vệ cho thiết bị chiến đấu “Ratnik” thế hệ mới hoặc một bộ thiết bị hoàn toàn mới dưới một cái tên khác.
Các bộ phận bảo vệ đầu tiên có thể trở thành nền tảng cho các thiết bị chiến đấu mới dành cho quân nhân đã được công ty Armocom sản xuất. Đặc biệt, mũ bảo hiểm và tấm che ngực của áo chống đạn được sản xuất bằng vật liệu composite UHMWPE. Theo kỹ sư Yuri Danilin, người đã thử nghiệm bộ sản phẩm được sản xuất, sản phẩm mới có sự khác biệt đáng kể về công thái học và trọng lượng tốt hơn so với bộ sản phẩm “Ratnik” mà trước đây anh cũng đã phải xử lý.
Một thành tựu quan trọng của ngành công nghiệp quốc phòng Nga là nước này có cơ hội sản xuất một loại sản phẩm bảo vệ mới dựa trên vật liệu cao cấp hơn 20-35% so với loại nhựa hữu cơ aramid loại Kevlar được sử dụng rộng rãi trên thế giới. Một quá trình thay thế nhập khẩu cũng đang được thực hiện khi một phần đáng kể hoặc toàn bộ khối lượng UHMWPE có thể được sản xuất ở Nga. Cho đến thời điểm này, những vật liệu như vậy đã được nước ta mua ở nước ngoài. Một điểm tích cực khác tiếp nối ngay từ điểm trước - vật liệu của Nga có giá chỉ bằng một nửa so với vật liệu tương tự của nước ngoài.
- Yuferev Sergey
- http://armocom.ru/
tin tức