Противоосколочная защита: как выбрать баллистический пакет — арамид или СВМПЭ?

Баллистический пакет — одна из ключевых частей современного бронежилета. Именно он формирует значительную часть площади мягкой защиты и в зависимости от конструкции может обеспечивать защиту от осколков, а в некоторых исполнениях — и от определённых пистолетных боеприпасов.

Готовые бронежилеты с пакетами из СВМПЭ и арамида — в разделе бронежилеты, отдельные пакеты и модули — в разделе баллистическая защита.

Сегодня для изготовления мягкой баллистической защиты чаще всего используются два семейства высокопрочных материалов: пара-арамидные волокна и СВМПЭ — сверхвысокомолекулярный полиэтилен.

Оба варианта применяются в современных средствах бронезащиты, но существенно отличаются по своим свойствам.

Поэтому вопрос «что лучше — арамид или СВМПЭ?» не совсем правильный.

Правильнее спросить: какой материал лучше подходит для конкретной задачи?

Разберёмся.

1. Что такое баллистический пакет?

Если упростить, баллистический пакет представляет собой многослойную защитную структуру, размещённую внутри бронежилета или дополнительного защитного модуля.

При попадании поражающего элемента задача пакета — остановить его и распределить энергию по максимально возможной площади материала.

Именно поэтому эффективность пакета определяется не только прочностью отдельного волокна.

Значение имеют:

• тип материала;
• его поверхностная плотность;
• количество и ориентация слоёв;
• способ соединения слоёв;
• конструкция всего пакета;
• защитный чехол;
• условия эксплуатации;
• качество изготовления.

Поэтому сравнивать два баллистических пакета только по количеству слоёв неправильно.

20 слоёв одного материала совершенно не обязательно обеспечивают такую же защиту, как 20 слоёв другого.

Основным подтверждением характеристик готового баллистического пакета должны быть результаты его испытаний.

2. Арамид: проверенная технология баллистической защиты

Арамиды — семейство высокопрочных синтетических волокон. В баллистической защите прежде всего используются пара-арамидные волокна.

Самый известный пример — Kevlar®, однако существуют и другие пара-арамидные материалы, применяемые в средствах бронезащиты.

Их основными преимуществами являются:

• высокая прочность при относительно небольшой массе;
• хорошая способность поглощать и распределять энергию удара;
• высокая термическая стойкость;
• возможность создания гибких защитных конструкций;
• многолетний опыт применения в средствах индивидуальной бронезащиты.

Пара-арамид может использоваться не только в виде классической тканой структуры. Существуют также однонаправленные материалы и различные баллистические ламинаты.

Поэтому слово «арамид» само по себе ещё мало говорит о характеристиках конкретного баллистического пакета.

Что происходит при попадании осколка?

Высокопрочные волокна принимают нагрузку и передают её на соседние участки материала. В работу последовательно включается всё большая площадь защитной структуры, благодаря чему энергия поражающего элемента рассеивается.

На конечный результат влияют свойства самих нитей, переплетение или расположение волокон, плотность материала и конструкция всего многослойного пакета.

Именно поэтому качественная баллистическая структура — это гораздо больше, чем просто несколько сложенных друг на друга слоёв арамидной ткани.

3. Боится ли арамид воды?

Вокруг арамидных материалов существует распространённое утверждение: «арамид намокает и сразу теряет защитные свойства».

Это слишком сильное упрощение.

Пара-арамид действительно способен поглощать влагу из окружающей среды, причём количество поглощённой влаги зависит от температуры и влажности.

Однако само попадание воды на волокно не означает мгновенного разрушения материала.

При этом воздействие влаги необходимо учитывать при проектировании готового средства бронезащиты. Именно поэтому баллистические пакеты должны иметь соответствующую защитную оболочку, препятствующую прямому контакту материала с водой и другими внешними воздействиями.

Мы бы поэтому не оценивали качество арамидного пакета по принципу «этот арамид влагостойкий, а этот нет».

Гораздо важнее конструкция готового пакета и результаты его испытаний после предусмотренных условий эксплуатации.

То же самое относится к стране производства волокна или ткани.

Формулировки вроде «весь китайский арамид плохой» или «европейский арамид всегда лучше» технического смысла практически не имеют.

Имеет значение конкретный материал, его характеристики, стабильность производства и результаты испытаний готовой защитной структуры.

4. Что такое СВМПЭ?

СВМПЭ — сверхвысокомолекулярный полиэтилен. В англоязычной технической литературе используется сокращение UHMWPE — Ultra-High-Molecular-Weight Polyethylene.

Для производства высокопрочного волокна применяются специальные технологические процессы, одним из наиболее известных является гель-прядение.

В баллистических материалах волокна СВМПЭ часто располагаются однонаправленно. Затем слои ориентируют под различными направлениями и объединяют в многослойную структуру.

Так создаются лёгкие баллистические композиты, способные эффективно распределять энергию высокоскоростного воздействия.

Основные преимущества СВМПЭ:

• очень высокая удельная прочность;
• низкая плотность;
• практически отсутствующее водопоглощение;
• высокая стойкость к воздействию многих химических веществ;
• возможность создавать очень лёгкие защитные конструкции.

Именно сочетание высокой прочности и небольшой плотности сделало СВМПЭ одним из основных современных материалов для бронезащиты.

5. Значит, СВМПЭ всегда лучше арамида?

Нет.

Одно из главных преимуществ СВМПЭ — возможность получить высокую баллистическую эффективность при небольшой массе.

Но у материала есть и особенности, которые необходимо учитывать.

В первую очередь это более высокая чувствительность к воздействию повышенных температур по сравнению с пара-арамидом.

Поэтому для изделий из СВМПЭ особенно важно соблюдать установленные производителем условия хранения и эксплуатации.

Пара-арамид, в свою очередь, обладает значительно большей термической стойкостью.

Но это не означает, что для жаркого климата нужно автоматически выбирать арамид, а для влажного — СВМПЭ.

Баллистический пакет — это готовая инженерная конструкция, и оценивать необходимо характеристики именно этой конструкции.

6. А что лучше по гибкости?

Здесь тоже нельзя дать универсальный ответ.

Классический пакет из тканого пара-арамида действительно может быть очень гибким и хорошо повторять форму тела.

Некоторые СВМПЭ-структуры могут ощущаться более жёсткими из-за конструкции используемого ламината.

Но современные баллистические материалы существуют в огромном количестве исполнений, поэтому гибкость зависит не только от типа волокна, но и от устройства конкретного пакета.

При покупке мы рекомендуем обращать внимание не на рекламное описание материала, а взять сам пакет в руки:

• насколько легко он сгибается;
• насколько быстро возвращает форму;
• не образует ли слишком жёстких участков;
• комфортно ли располагается внутри бронежилета;
• не мешает ли движениям.

Для мягкой защиты комфорт имеет большое значение, особенно если бронежилет приходится носить в течение продолжительного времени.

7. Арамид и СВМПЭ можно использовать вместе

Не обязательно выбирать только один материал.

Существуют гибридные баллистические пакеты, в которых используются различные материалы и типы защитных слоёв.

Такой подход позволяет инженерам комбинировать свойства материалов и подбирать структуру под конкретные требования по:

• массе;
• толщине;
• гибкости;
• противоосколочной стойкости;
• противопульной стойкости;
• условиям эксплуатации.

Поэтому состав пакета сам по себе нельзя использовать как единственный показатель его качества.

В конечном итоге важен результат, который показывает готовое изделие на испытаниях.

8. Как правильно сравнивать баллистические пакеты?

Мы рекомендуем не начинать сравнение с вопроса «арамид или СВМПЭ?».

Сначала стоит посмотреть на характеристики готовых изделий.

1. Результаты испытаний

Это главный параметр.

Для противоосколочной защиты одним из основных показателей является V50 — скорость встречи имитатора осколка с защитной структурой, при которой вероятность непробития составляет 50%.

Такой показатель предусмотрен и действующим ГОСТ 34286-2017.

При этом две цифры V50 можно корректно сравнивать только тогда, когда испытания проводились по сопоставимой методике с одинаковым типом и массой имитатора осколка и другими одинаковыми условиями.

Просто написать на сайте «V50 — 600 м/с» недостаточно.

Необходимо понимать, чем и как испытывался пакет.

2. Поверхностная плотность

Для пользователя важно не только то, какую защиту обеспечивает материал, но и какой массой за неё приходится платить.

Поэтому при одинаковой площади пакетов стоит сравнивать их массу или поверхностную плотность.

3. Толщина

Два пакета одинакового класса защиты могут заметно отличаться по толщине.

Это влияет на посадку бронежилета и общий комфорт.

4. Гибкость

Особенно важна для больших площадей мягкой защиты: камербанда, защиты шеи, плеч, паховой области и других модулей.

5. Защита от внешней среды

Не менее важна конструкция внешней оболочки пакета.

Она должна соответствовать условиям, для которых предназначено изделие, и защищать внутреннюю баллистическую структуру от предусмотренных внешних воздействий.

6. Документы на конкретное изделие

Не стоит покупать защиту только потому, что продавец использует слова «Kevlar», «арамид», «СВМПЭ» или указывает большое количество слоёв.

Характеристики должны быть подтверждены испытаниями готовой защитной структуры.

Так что выбрать: арамид или СВМПЭ?

Если максимально упростить выбор:

СВМПЭ особенно интересен там, где критична минимальная масса и требуется высокая стойкость материала к воздействию воды.

Пара-арамид остаётся отличным решением там, где важны высокая термическая стойкость, проверенная технология и возможность создания очень гибких защитных структур.

Гибридные пакеты позволяют совместить преимущества разных материалов.

Но мы не рекомендуем выбирать баллистический пакет исключительно по названию волокна.

Два пакета из СВМПЭ могут отличаться друг от друга сильнее, чем качественный СВМПЭ-пакет и качественный арамидный пакет.

То же самое относится и к арамиду.