Перемогти людьми росію ми не зможемо. Треба перемагати технологіями. Це аксіома. Ця довідка присвячена аналізу доступних технологій збереження життя та здоров’я українській піхоті. Це можна зробити, завдяки використання сучасних, однак відомих і таких, що виробляються вже промислово матеріалам триплексом «Графен-Карбід” + “Кремнію-Графен». Які у певному поєднанні можуть забезпечити для української піхоти захист від уламків мін (як наземних так і повітряних) та снарядів. Справа за «малим». Потрібно фінансування на закінчення досліджень та відпрацювання технології промислового виробництва.
Ведення воєнних дій з давніх часів потребувало захисту. Така проблема збереглась донині: необхідно захистити піхотинця, спецпризначенця (командос), демінера.
Iron Man – споряджений командос
Найбільш комплексний підхід забезпечує захистом спецпризначенців: в Ізраїлі та США вже існують підрозділи, оснащені екзоскелетом для розвантаження кісток і м’язів бійця, так, що він може вільно піднятися сходами на 100-етажний хмарочос. При цьому амуніція захищає бійця – Залізну людину – від куль, осколків, та забезпечує камуфляж в інфрачервоному випромінюванні, тобто – тепловізори не бачать об’єкт.
Однак, дослідження щодо такого напрямку продовжуються постійно.
З 2013 по 2018 у Флориді, Тампа, створено тактичний штурмовий легкий костюм оператора (TALOS), який назвали Mark-5. Забезпечено бронювання для захисту від вогню із стрілецької зброї або вибуху бомби. Також забезпечується підтримка для фізично стомлювальних навантажень[1].
Костюм складається з базового шару, в якому розміщені різні фізіологічні та біологічні датчики, приводи, які є м’язами для костюма, процесори та комп’ютери, а також міцний екзоскелет, що забезпечує підтримку оператора.
Цим в США займаються і гіганти промисловості (Lockheed Martin), і окремі фірми (Fortis).
Проблемою залишається вага: в повному споряджені з бронезахистом це зайві кілограми.
Не пасе задніх і ворог України РФ: вже з 2019 року в армії ведуться натурні випробування бойового екіпірування солдата майбутнього «Ратник» [https://i-hls.com/archives/94140]. Відомі дані щодо конструкції «Ратника» варто прийняти до відповідної відповіді на полі бою з боку України.
Екіпірування, що складається з 10 різних підсистем, може змінюватися, щоб солдат краще відповідав умовам поля бою. Крім розширеного захисту від снарядів та уламків, бойове екіпірування «Ратник» також забезпечує солдатів зв’язком, пристроями цілевказівки, навігацією, ситуаційною поінформованістю.
Костюм включає більше 40 елементів життєзабезпечення та захисту, у тому числі обігрівач, фільтр для води, протигаз і аптечку.
Повністю куленепробивний шолом оснащений концентратором дисплея, який відображає тепловізійні зображення, дані про стан здоров’я, температуру та іншу інформацію, яка підвищить ситуаційну обізнаність, а також має дихальну систему.
Рукави костюма легкі, не обтяжують руки солдата. На рукавах годинник з автопідзаводом, захищений від ядерного вибуху, який завжди залишається точним і надійним у будь-яких умовах.
Куленепробивна частина тулуба «Ратника» зроблена з тканини, яка робить солдата невидимим для інфрачервоного зображення через те, що тканина утримує більшу частину тепла солдата всередині костюма. Костюм є вогнетривким та водонепроникним, і солдат може регулювати температуру всередині тулуба, що робить костюм повністю придатним до експлуатації у діапазоні -30 ÷ +50 оС.
Чоботи костюма стійкі до наземних мін та пожежобезпечні, а вся нога костюма захищена від уламків.
Враховуючи, що розробка «Ратника» продовжується більше 14 років, навряд чи ми колись побачимо результат. Але напрям дій вибрано правильно, і нам неможна відставати.
Сапер – в новому значенні демінер
Захист сапера вже менш комплексний, ніж в командос. Як приклад, може бути розглянутий український варіант компанії «Українська Броня» [2].
Протиуламковий костюм забезпечує оптимальний захист усіх життєво важливих органів й уразливих місць. Таким чином органи, артерії і сухожилля закриті, щоб боєць міг бути максимально убезпеченими для продовження виконання завдань.
Усі модулі мають комфортну вагу, яка розподіляється по тілу. За інформацією розробника, це робить протиуламковий бронекостюм майже невідчутним при носінні – хоча зайві 8-10 кг навряд чи не помітні. Вентиляція кожного модуля додатково підвищує комфорт: внутрішня сітчаста підкладка Power Mesh ефективно працює як пасивна вентиляція. Шолом виготовлено з араміду (арамідні волокна: Kevlar, Tensylon)[3]
Використовується броньова керамічна плита, наприклад, розміром 28х34х2,2 см. Тобто повного захисту немає.
Костюм складається з плитоноски і 10-ти модульних елементів: шия, плечі, ключиці, боки, розширений захист живота, пах, внутрішня і зовнішня частини стегна, передня і задня частини грудної клітки.
Елементи включають мʼякий балістичний захист з кевлару для компенсаціє ударів: панелі м’якого балістичного захисту відповідають стандарту ДСТУ 8782:2018 Рівень 2, ВСТ 01.301.003-2015 (STANAG 2920), підтверджено протоколами балістичного випробування від сертифікованої лабораторії при Міністерстві оборони України (випробування на протиуламкову стійкість за STANAG 2920).
Балістичні характеристики:
– V50 645 м/с;
– 7.62х25 мм ТТ 57-Н-134с;
– 9х19 мм FMJ RN SC Luger/Parabellum.
Піхота
Піхоті залишили тільки бронежилети.
Класифікація виробів згідно ДСТУ 8782:2018 включає поділ на групи в залежності від ступеня захисту:
Перший. Дуже легкі, термостійкі і водонепроникні. Виготовлені з тканинних арамідних (кевларових) шарів або балістичного поліетилену (СВМПЕ – надвисокомолекулярний поліетелен високої щільності – Dyneema®) і захищають тільки від пострілів з пістолетів (іншої зброї з невисокою енергією вражаючого елементу) або ножових поранень.
Другий. Мають підсилюючі вставки в уразливих місцях, важать трохи більше попередньої групи і забезпечують кращу безпеку.
Третій. Мають вагу до 5 кг, складаються жорстких СВМПЕ броелементів або металевих вкладок. Стійкі проти «цивільних» та військових набоїв з кулями без сталевих термозміцнених сердечників.
Четвертий. Це бронежилети ЗСУ, НГУ, СБУ, КОРД, так як вони захищають від кулеметів і автоматів (кулі 7Н10 або ЛПС).
П’ятий. Відносяться до тактичних засобів і мають підвищену площу захисту, демпферні і вентиляційні пакети. Можуть уберегти від класичних і бронебійних снарядів – БЗ.
Бронежилет 6 класу. Є найбільш затребуваним, так як він стійкий до пострілів з автоматів, гвинтівок, кулеметів. Застосовується під час серйозних бойових операцій. Захищає від куль Б-32[4]
Зазвичай в бронежилетах використовують бронепластини різних типів, від сплавів металів і карбідів, по поліетилену і кевлару. Їх можна класифікувати по трьох типах (від наймень міцних до найбільш міцних): SAPI (карбід бора чи карбід кремнію, кевлар), ESAPI (карбід бора) і XSAPI (карбід бора чи карбід кремнію, Spectra чи Dyneema – поліетилен надвисокої молекулярної маси).
Пластини розташовують поверх м’якої броні з кевлару[5]
Все це обладнання має чималу вагу, габарити і не повністю захищає бійця.
Є ідеї, що бронепластини можна замінити листами багатошарового графену[6] Існує думка, що здатність графена бути одночасно жорстким, міцним та еластичним робить його ідеальним для захисного екрану.
Це означає, що жилет, зроблений з аркушів графена, не тільки матиме більше шансів зупинити кулю, а й зможе більш ефективно розподіляти навантаження назовні. Це призвело б до зниження смертності та поранень, пов’язаних із «тупою травмою», яка у разі вогнепальної зброї майже така ж смертельна, як і саме кульове поранення.
Гра в куленепробивність полягає у розподілі напруги по великій площі.
Але при цій новизні принцип залишається старим: захист тільки окремих ділянок тіла бійця, зайві вага і габарити.
Не новий матеріал, а нові фізичні властивості
Ідея використання ламінату (багатошарового матеріалу з скріплених між собою шарів) для бронезахисту на заміну вкладення бронепластин вивчається і патентується (патент «Багатошарова броня, що містить шари, армовані волокном або тканиною, причому всі шари є лише шарами, армованими волокном або тканиною», WO2013008178A1, Франція, 2012[7]
Відома ідея використання трансформованих нанотрубок графену з керамікою (патент «Керамічні шари у поєднанні з додатковими шарами з волокон, тканин або пластмас, при цьому додаткові шари є лише шарами, армованими волокном або тканиною», US8225704B2, США [https://patents.google.com/patent/US8225704B2/en]).
Ці та десятки інших патентів підготували підгрунтя створення не набору відомих матеріалів, а використання нових фізичних властивостей цих матеріалів.
Проведені Science & Space LLC дослідження виявили можливість мінімізувати розміри і вагу захисного ламінату, основу якого складає триплекс «Графен-Карбід кремнію-Графен» загальною товщиною менше 0,6 мм [український патент на винахід «Композитний багатошаровий матеріал для захисту від осколків та рикошету куль з властивостями дискретності відносно радіолокаційних та інфрачервоних частот випромінювання», UA127030C2, 2023]. Триплекс має властивості підвищення протиударної дії в момент враження, яка значно перевищує окремо взяті матеріали – це нова фізична властивість поєднання графену і карбіду кремнію.
Звичайно ж, до цього добавлено синтетичний фетр для пом’якшання удару, інші захисні матеріали, кевларова сітка, як основа ламінату, і структура пасивної вентиляції. А до того ж додано набір матеріалів, який створює невидимість піхотинця в інфрачервоному спектрі випромінювань і навіть в радіолокаційних системах наведення. Такий ламінат може мати загальну товщину 10 мм і може використовуватися, як тканина, з якої виготовляється захисний костюм піхотинця – тобто, при пошитті звичайного тактичного костюму використовується захисна «підкладка» товщиною 10 мм, яка захищає все тіло від куль і шрапнелі, та ще й створює «невидимість» бійця. До того ж, використовуються термостійкі матеріали.
Всі матеріали виробляються серійно і доступні на світовому ринку.
Основним технологічним чинником створення триплексу, є склейка матеріалів на молекулярному рівні, що дозволяють робити існуючі «суперклеї».
Заміна бронепластин ламінатом дозволяє максимально унебезпечити не тільки піхотинця, але й демінера, і навіть еліту – командос з костюмом-екзоскелетом, без нарощування габаритів і в оптимальних вагових межах.
Триплекс-чоботи
Як на диво, графен давно використовують при виготовлені спортивного взуття, насамперед, лижних черевиків, альпіністських чоботів, з додаванням в поліуретан графену[8]; взуття Graphene-Wear™[9]
Не так давно розповсюджено інформацію про «вічні» «незносимі» кросівки британського бренду G-Series Inov-8 – завдяки домішуванню в каучук порошку графену[10]
Також давно відомі захисні робочі черевики Steel Blue Southern Cross Zip Graphene із сталевим носком та проміжною підошвою[11] [
Ми ж не будемо забувати, що в костюмі «Ратника» боєць повинен мати захист взуття від ураження кулями і осколками. Тому поєднаємо український винахід з триплексом «Графен-Карбід кремнію-Графен» зі спортивним чи робочим взуттям з графеном в якості тактичного взуття протиосколкового захисту вид вибуху мін.
Ідея проста і відома в спорті: альпіністи і гірські туристи зазвичай надівають на взуття бахіли – для захисту від снігу, які закріплюються на черевиках і на голені. В нашому випадку, бахіли можуть буди зроблені з тріплексом, а в черевики можуть бути вкладені додаткові устілки з використанням того ж триплексу.
Отже, ми можемо забезпечити українського Залізного воїна на полі бою.
Валентин Галунько,
професор, головний шеф редактор наукового журналу Advanced Space Law
[1][1] https://www-nationaldefensemagazine-org.translate.goog/articles/2017/5/22/iron-man-suit-on-track-but-hurdles-remain?_x_tr_sl=en&_x_tr_tl=ru&_x_tr_hl=ru&_x_tr_pto=sc
[2] https://ukrainianarmor.com/product/protiulamkoviy-bronekostyum-deminera/?attribute_pa_color=black&attribute_pa_size=m&attribute_pa_carrier=rpc&gad=1&gclid=EAIaIQobChMIiezJ2dTPgAMVdo6DBx1d6w4bEAQYBSABEgIgCvD_BwE
[3] https://www.dupont.com/life-protection/fragments-protection.htm
[4] https://velmet.ua/en/49-sredstva-zasshity/bronejilety/
[5] https://punisher-com-ua.translate.goog/en/xsapi-i-esapi-v-chem-raznitsa-mezhdu-nimi/?_x_tr_sl=en&_x_tr_tl=ru&_x_tr_hl=ru&_x_tr_pto=sc
[6] https://patents-google-com.translate.goog/patent/WO2013008178A1/en?_x_tr_sl=en&_x_tr_tl=ru&_x_tr_hl=ru&_x_tr_pto=sc&_x_tr_hist=true
[7]https://www.quora.com/How-can-we-make-GRAPHENE-a-better-choice-of-bulletproof-vest-than-KEVLAR-which-is-currently-used.
[8]зуття NEXO LYT 110 GW Performance – https://www-head-com.translate.goog/en/ski/boots/graphene-boots.html?_x_tr_sl=en&_x_tr_tl=ru&_x_tr_hl=ru&_x_tr_pto=s
[9] – https://graphene–wear-com.translate.goog/footwear?_x_tr_sl=en&_x_tr_tl=ru&_x_tr_hl=ru&_x_tr_pto=sc
[10] [https://www.facepla.net/the-news/5720-inov-8.html; https://www-activegearreview-com.translate.goog/footwear/graphene-outsoled-roclite-hiking-boots-by-inov-8/?_x_tr_sl=en&_x_tr_tl=ru&_x_tr_hl=ru&_x_tr_pto=sc].
[11] https://www-amazon-co-uk.translate.goog/Steel-Blue-Southern-Graphene-midsole/dp/B09L8P36XN?_x_tr_sl=en&_x_tr_tl=ru&_x_tr_hl=ru&_x_tr_pto=sc