Латы наших дней
В школах Англии с этого года введена новая форма, прошитая кевларовыми нитями - для защиты от ранения холодным оружием. В США хитом продаж является ученический бронерюкзак. Он достаточно большой, чтобы ребенок мог спрятаться за ним в случае инцидента с огнестрельным оружием, которые, согласно статистике, происходят в американских школах в среднем раз в два месяца. Неспокойно стало в мире. Даже Австралия - единственная страна в мире, где гражданам запрещено покупать себе бронежилеты - собирается отменить этот запрет, наложенный еще в середине XIX века после восстания легендарного разбойника Нэда Келли.
Вот и в нашей стране многие граждане предпочитают действовать по принципу "а сам не плошай". Наиболее употребительным в нашей стране (среди невоенных и немилиции) является защитный бронекостюм "Жилетка". Он имеет первый класс защиты (см. таблицу ГОСТов) и на вид очень похож на классический элемент костюма-тройки. Но чем выше уровень защиты, тем более громоздким является защитное снаряжение. Например, саперы, когда идут разминировать прредположительную террористскую бомбу, надевают так называемый "тяжелый бронекостюм". Он и вправду весит предостаточно: один только шлем тянет на 30 кг.
Впрочем, бывалые люди даже в бронежилете лезть на амбразуру не будут.
Все еще хотите на амбразуру?
Назначение бронежилетов - не отбить пулю, а максимально погасить ее скорость, рассеять ее удар по как можно большей площади. Получится синяк, причем знатный, но это ведь лучше, чем сквозная дырка? Хотя без ранений тоже вряд ли обойдется: ГОСТы изготовления бронежилетов допускают проникновение пули в тело на глубину до 20 мм (а в США стандарты совсем уж невообразимые - 44 мм).
Пуля, выпущенная из пистолета Макарова с растояния в 20 метров, бьет с той же силой, что двухкилограммовая гиря, упавшая с высоты в 2 метра. Не пытайтесь проделать это сами, просто поверьте, что не всякие ребра выдерживат. Если такой удар придется в район сердца, то оно может остановиться, если в район печени - она порвется на клочки. Так что многие бронежилеты имеют кармашки, куда можно вставлять дополнительные пластины (металлические, керамические или тоже кевларовые) для защиты органов, особо плохо переносящих ударные травмы.
Впрочем, что-то мы совсем уж мрачную картину нарисовали. На самом деле бронежилеты даже самого малого класса защиты отлично спасают от пуль, летящих по касательной, осколков мин и гранат, зарядов дроби и картечи. Так что смотришь после передряги на свои почти невесомые доспехи и диву даешься: легенькие, на ощупь - как пластмасса, гнутся туда и сюда, а ведь жизнь-то спасают!
Как этой штуке удается спасать?
Долгое время выстрелоупорную броню делали по примеру рыцарских доспехов: металлические пластины потолще. Да, она тяжелая. Да, в ней толком не повернешься и не нагнешься. Но ведь выдерживает попадание, пусть и не каждое! Так что еще даже во время ВОВ у Красной Армии был на вооружении СН-42 - стальной нагрудник весом 3,5 кг. И это - еще пушинка по сравнению, скажем, с 19-килограммовыми кирасами, которые во время 1-й Мировой разработал для армий штатовских союзников нью-йоркский Музей Современного искусства.
Прогресс постепенно взял свое, и защитные костюмы стали делать из синтетических материалов. Вес снаряжения тут же упал в разы (примерно в пять - именно во столько раз легче стали кевларовая пластина аналогичной прочности). Давно не является военной тайной устройство современной полимерной брони: это просто 12 или более слоев кевларовой ткани. Такой концепт - несколько слоев чего-нибудь прочного - имеет свою историю, довольно интересную.
История, довольно интересная
В 1881 году аризонский врач Джордж Гудфеллоу описал случай, вполне подходящий под категорию "чудо". Доктора вызвали на место перестрелки: два смельчака бились, как в классических вестернах - кто быстрее выхватит ствол. В том конкретном случае оба выхватили одновременно. И с меткостью у ковбоев был порядок: каждый попал сопернику прямехонько в грудь. Да вот только один из участников дуэли скончался на месте, а другому пуля угодила в нагрудный карман рубашки. Там лежал шелковый платок, сложенный в 16 слоев. Пуля пробила его, но при этом потеряла убойную скорость и в результате буквально сантиметр не дошла до крупной артерии. Человек был спасен.
Несколько лет спустя запись об этом случае попалась на глаза чикагскому мануфактурщику Казимиру Зеглену. Он творчески переосмыслил прочитанное и стал выпускать 18-30-слойные шелковые жилеты - для защиты от огнестрельных ранений. Такая "броня" выдерживала выстрел из пистолета, заряженного черным порохом, стоила очень дорого - 800$ (около 17000$ в современном эквиваленте) - но продавалась великолепно. Впрочем, история знает о-о-очень громкий случай, когда изобретение Зеглена оказалось бесполезным. 28 июня 1914 года автрийский эрцгерцог Франц Фердинанд был одет в особо толстую шелковую многослойку, однако сербский мятежник Гаврило Принцип попал ему чуть выше - в шею. Эрцгерцог погиб, и это стало поводом развязать 1-ю Мировую.
Концепцию многослойности подхватили гангстеры 1920-30 годов. Они надевали "на дело" жилеты, подбитые 30-40 слоями хлопчатобумажной ткани. В результате им становились нипочем выстрелы почти из всех моделей пистолетов, и даже из легких автоматов. Это привело к тому, что ФБР вооружилось "Магнумами" .357 - оружием, по убойной силе соответствующим "Калашникову" с бронебойными пулями.
А еще это привело к тому, что научные отделы полиции - а затем и армии - намотали себе на ус: сложи много слоев чего-нибудь попрочнее - дольше проживешь в бою. Осталось только дождаться, когда наука откроет вещество, достаточно крепкое для того, чтобы вообще не рваться под пулями.
Вещество, открытое женщиной
В 60-х годах инженеры компании "Дюпон" (DuPont) занимались поиском синтетического материала, которым вместо стали можно было бы армировать автошины. Согласно теории, особо прочными должны быть синтетические полимеры - вещества, молекулы которых состоят из повторяющихся атомных конструкций. Получается эдакая "змейка", которую можно наращивать сколько угодно - и это всё будет одна молекула. Более того, если эту змейку свить в спираль, то она слипнется сама с собой: боковые грани атомных конструкций вкладываются друг в друга, как элементы паззла. Между этими элементами паззла - хотя точнее будет сравнение с зубчиками застежки-молнии - возникают дополнительные водородные связи. И в итоге получается что? Нить - или пленка - из такого полимера отлично сопротивляется разрыву.
Конечно, у каждого конкретного вещества - свои конкретные свойства. Вот и занимались сотрудники в разных лабораториях тем, что высчитывали, какое сочетание имеет шансы быть подходящим, а потом пытались его создать и, в случае успеха, тестировали. И вот на исходе 1965-го доктор Стефани Кволек и ее ассистент Герберт Блэйдс заявили, что отыскали нужное вещество: полипарафенилен-терефталамид - синтетическое волокно класса арамидов.
Первые тесты дали отличные результаты, так что новый полимер запустили в доработку: химики принялись совершенствовать и оптимизировать технологию получения, а рекламный отдел - за придумывание коммерческого названия, которое было бы более приемлелмым для потребителя, нежели громоздкое "полипарафени-что-то-там". И в 1970 году "Дюпон" подал заявку на то, чтобы запатентовать вещество под названием "Кевлар". Перед чудо-волокном открывались широчайшие перспективы сбыта: помимо прошивания автошин, кевларом стали укреплять диффузоры концертных динамиков (в ту пору как раз зарождался хэви-метал, и стандартные колонки рвались на клочья сотнями). На ура стали сметаться с прилавков носки, прошитые кевларом в наиболее рвущихся местах - на пятке и в районе ногтей.
Впрочем, скоро подоспел очень крупный заказ совершенно другого уровня - с оружейниками компания всегда сотрудничала тесно, а тут как раз война во Вьетнаме... Новая легкая броня быстро снискала всемирную славу, и с тех пор именно кевлар считается "веществом №1" для изготовления бронежилетов.
Кевлар сегодня
В наши дни широкое применение имеют три разновидности этого вещества. В бронежилетах (а ещё для покрытия тормозных колодок) используется "кевлар-29". Шины армируют просто "кевларом" - без номера. Есть еще "кевлар-49" - он особо прочен на разрыв, однако плохо держит форму. Так что для защиты от выстрелов он не подходит - пули будут проникать в тело недопустимо глубоко. Зато "сорок-девятка" - незаменимый материал для самолетной и лодочной обшивки.
Кевлар плохо переносит ультрафиолет и химическое воздействие. А если его смочить водой, то волокна кевлара становятся скользкими, и от этого защитный эффект падает в разы. Поэтому кевларовая слоенка в готовых изделиях всегда покрыта несколькими защитными пленками из других материалов. Как итог, современные каски удобнее всего мыть... в посудомоечной машине.
Есть у кевлара и "конкуренты": "тварон" (Twaron), "дайнима" (Dyneema). О последнем материале стоит поговорить особо, ведь это - не что иное, как ультратяжелый полиэтилен. Нет, по весу он сопоставим с обычным "собратом". Слово "ультратяжелый" относится к атомной массе. "Змейки-молекулы" такого полиэтилена состоят из особо большого количества повторяющихся элементов (от 2 до 6 миллионов). В результате олучается пленка твердая, как кевлар, и устойчивая к царапанию, как тефлон. Именно из "дайнимы" делают бронежилеты для тюремных надзирателей: ведь огнестрельное оружие у заключенных - невероятная редкость, в отличие от колюще-режущего.
Кстати, недавно проблема защиты от холодного оружия наконец-то была решена и для кевлара: слоистую "огнестрельную" броню дополнительно укрепляют сеткой из толстых кевларовых шнуров. Получается "эффект кольчуги" - острие ножа (заточки) проникает совсем чуть-чуть и потом упирается в плетеные петли нервущихся нитей.
Какой будет броня будущего?
Ученые считают, что надо брать пример у природы, а именно - у пауков. Паутина по своей прочности заметно превосходит любое синтетическое волокно. Но искуственного ее аналога создать пока не удалось. А разводить пауков в количествах, достаточных для промышленного производства паутины, не представляется возможным. В коллективе пауки не живут - сразу начинают воевать насмерть. Невозможным пока представляется и построить ферму с отдельными ячейками для каждого восьминогого - ведь количество "квартир" должно измеряться десятками миллионов.
Нет новостей и от новозеландских ученых, которые в 2005 году заявили о том, что вывели козу с генами паука. Генетически модифицированная коза, как они заявляли, внешне не отличается от своих сородичей, зато якобы доится паутиной. Впрочем, уже пару лет новостей об удоях не поступает.
Зато в июле 2007-го американская компания ApNano заявила, что оздала сверхпрочный нанокомпозит. Согласно их заявлениям, пластина из такого материала, не разрушаясь, выдерживает удар стального снаряда, летящего со скоростью 1500 метров в секунду. Это эквивалентно моментальной нагрузке в 250 тонн на кв. см, а раз материал не разрушился, значит, он может выдержать и больше. Что ж, подождем, ведь технологам еще нужно пару-тройку лет - оптимизировать производство наноновинки, а пиарщикам - придумать ей звучное название.
Материал предоставлен информационным порталом Краснодара - Ekaterinodar.Ru
