Высокомолекулярный полиэтилен – революция в средствах бронезащиты

Высокомолекулярный полиэтилен как новый броневой материал сегодня фактически создает такую же революцию в средствах бронезащиты, как некогда произвел Кевлар - представитель арамидных химических волокон, пришедший на смену синтетическому нейлону. Этот материал имеет преимущества перед арамидами не только в баллистической стойкости, но и по стоимостному параметру и эксплуатационным требованиям (не «боится» воды и т.д.).
В настоящее время высокомолекулярный полиэтилен широко применяется в бронежилетах, бронировании автомобилей, кораблей, самолетов. Разработчики пытаются использовать этот материал и для средств защиты головы.
Еще в 2007 году по заказу корпуса морской пехоты (КМП) США ряд американских фирм начал разработку перспективного шлема ЕСН (Enhanced Combat Helmet) из высокомолекулярного полиэтилена. Он должен был заменить кевларовый шлем АСН. Планировалось, что новое изделие сможет обеспечить более высокую противоосколочную (на 35%) и противопульную защиту. На разработку выделили более 10 млн. долларов. В 2010 году шлем из высокомолекулярного полиэтилена должны были выпустить пробной партией в количестве около 240 000 штук. Однако испытания шлемов выявили ряд проблем, из-за которых изделие до сих пор в войска не поставляется.
Попытки применить высокомолекулярный полиэтилен для производства противопульных шлемов предпринимались и в России. Около 4-5 лет назад в Дубне на голландском технологическом оборудовании планировалось развернуть производство полиэтиленовых шлемов для МВД. Экспериментальные образцы показывали достаточно высокие характеристики, но до серийного производства эти шлемы так и не дошли.
По мнению зарубежных исследователей, высокомолекулярный полиэтилен не рекомендуется сильно деформировать при прессовании. При прессовании плоских элементов или элементов с небольшой кривизной характеристики материала значительно выше, чем при производстве элементов защиты сложной формы, например, шлема.
Разработчики Научно-исследовательского института стали обнаружили и другие «сюрпризы» перспективного материала. В процессе исследования бронепанелей из высокомолекулярного полиэтилена специалисты «НИИ Стали» установили, что при скоростях 300-400 м/c обычная автоматная пуля пробивает стандартную бронепанель 3 класса ГОСТ. То есть, при обстреле с дистанции 10 м, когда скорость пули составляет 720-790 м/с, панель гарантированно не пробивается и соответствует ГОСТу. Но с дальности 300 м, когда скорость пули падает, панель пробивается.
Этот феномен объясняется значительным влиянием скорости проникания на сам механизм проникания и, как следствие, на конечный результат.
В отличие от металлической брони полиэтилен абсолютно не чувствителен к углам взаимодействия. Это означает, что его стойкость практически одинакова при попадании осколка или пули как по нормали к преграде, так и под большими углами. Для стальной, титановой или алюминиевой брони стойкость защиты, как известно, увеличивается пропорционально увеличению угла взаимодействия.
Помимо сложностей с получением стабильных баллистических характеристик, у полиэтилена изначально были проблемы с обеспечением требуемого уровня запреградной травмы. Это особенно актуально для шлемов. В отличие от бронежилетов, касание защитной структуры шлема до головы при попадании в него пули или осколка не допускается. Чтобы снизить уровень запреградной травмы, необходимо наращивать толщину защитной структуры. По оценкам специалистов «НИИ Стали», увеличение толщины защитной композиции шлема может составить 50% и более от требуемой для обеспечения баллистической стойкости. Это приведет к увеличению габаритов, массы шлема и его стоимости. В итоге шлем из высокомолекулярного полиэтилена становится в один ряд с арамидным шлемом как по защитным, так и по весовым и стоимостным параметрам.
Многие разработчики, в том числе и зарубежные, именно по этой причине отложили создание шлемов из полиэтилена на неопределенный срок, хотя исследования этого материала применительно к шлемам продолжаются.
В области защитных структур для бронежилетов и бронированной техники высокомолекулярный полиэтилен уже проторил себе твердую и надежную дорогу, но для применения этого материала в области защиты головы потребуется еще много исследований.