Битва между снарядом и броней ведется уже много столетий. Сначала был щит против стрел и меча, позднее — рыцарские доспехи против копья… C появлением огнестрельного оружия проблема со «щитами» (точнее, с индивидуальной защитой) обострилась.

Во время Второй мировой делались неоднократные попытки создать средства индивидуальной бронезащиты, но они получались настолько громоздкими, неудобными и малоэффективными, что от них быстро отказались. Первые серийные бронежилеты появились во второй половине XX века — американские солдаты носили их в Корее и Вьетнаме. Но предназначались они для защиты не от пуль — согласно статистике, почти 80% потерь на поле боя были вызваны осколками. И хотя эти жилеты по современным меркам были весьма несовершенны, они позволили снизить людские потери почти в три раза.

Полимерная революция

Настоящий переворот в конструкции бронежилетов произошел в начале 1980-х годов, когда компания DuPont выпустила свое знаменитое арамидное волокно кевлар. Появление этого полимера, который при тех же прочностных характеристиках в несколько раз легче стали, привело к тому, что зарубежные производители бронежилетов почти полностью отказались от стальных пластин. «Дело в том, что на Западе и в гражданском, и в полицейском, и даже в армейском оружии используются преимущественно пули с мягкими сердечниками, — объясняет Евгений Чистяков, начальник отдела научно-технической информации НИИ Стали. — А в России практически все боеприпасы снабжены твердыми стальными сердечниками. Кевлар великолепно работает против мягких пуль, но легко протыкается стальной заостренной. Когда представители DuPont демонстрировали нам один из своих кевларовых жилетов, после отстрела в нашем испытательном центре выяснилось, что пули пистолета ТТ или ПСМ со стальным сердечником пробивают их насквозь, а затем — грудь и спину навылет. Еще один недостаток кевлара — при намокании он почти на 40% снижает свои пулестойкие свойства. Приходится дополнительно защищать кевларовые пакеты от намокания. В последнее время появились полимерные материалы на основе высокомодульного полиэтилена, например DYNEEMA, — они не боятся влаги. Но и у них есть свои минусы — они очень чувствительны к повышению температуры».

Обеспечить непробитие бронежилета еще не означает полного решения задачи защиты. «Гораздо сложнее порой обеспечить заданный уровень запреградной травмы, — говорит Евгений. — Ее оценивают, стреляя в пластилиновый манекен, одетый в бронежилет, и измеряя глубину вмятин. По американским стандартам она не должна превышать 44 мм, по немецким — 22 мм. В ГОСТ этот параметр пока не введен, хотя допустимым значением глубины отпечатка у нас принято считать 16 мм». Для снижения запреградной травмы используют различные амортизирующие материалы — пенополиэтилен, войлок. За рубежом часто применяют пластичные стальные вставки, например из «нержавейки».

Если в конструкции жилета есть стальные или иные жесткие бронеэлементы, возникает еще одна проблема. Пули с твердым сердечником при попадании в них дробятся, создается мощный поток вторичных осколков, поражающий руки или шею. Поэтому в современных бронежилетах высокого уровня защиты обязательно присутствуют так называемые антирикошетные слои. Конструкции их самые разнообразные. В жилетах НИИ cтали, например, применено оригинальное техническое решение — один слой баллистической ткани сложен в виде «гармошки», благодаря чему он и улавливает все мелкие осколки пуль и бронеэлемента. Плотный и достаточно тяжелый жилет в обязательном порядке должен обеспечивать возможность вентиляции. Для этого на внутреннюю часть нашивают ребра из пенополиуретана (которые к тому же дополнительно снижают уровень запреградной травмы). «Не следует пренебрежительно относиться к климатическим характеристикам, — поясняет Евгений Чистяков. — В Афганистане, где температура воздуха превышала 400С, многие солдаты снимали бронежилеты, на которых в то время не было никакого климатического слоя. Они говорили, что предпочитают умереть от пули, а не от жары. Поэтому в последнее время именно этому параметру производители уделяют большое внимание. В некоторых жилетах используется электровентиляция, встречаются и более экзотические конструкции — даже с водяной системой охлаждения».

Чешуя для солдат

Первые противопульные бронежилеты, как правило, были устроены по «черепичной» схеме и состояли из множества относительно небольших перекрывающихся бронеэлементов обычно квадратной формы. Такая конфигурация позволяла обеспечить достаточную гибкость, но имела существенный недостаток — при попадании пули оставалась вероятность ее «подныривания» в промежуток между «чешуйками». Чтобы уменьшить эту вероятность, конструкторам приходилось идти на различные хитрости — придумывать сложные конструкции крепления элементов друг к другу, изобретать специальные фаски для дополнительного перекрытия и даже располагать бронещитки в несколько слоев. В качестве основы для жилетов использовали капрон, позднее — кевлар, а бронеэлементы изготавливались из броневой стали, алюминия или титана.

Чешуйчатые бронежилеты были весьма громоздкими, тяжелыми и дорогими в производстве. Тем не менее это техническое решение оставалось единственным в конструкции бронежилетов вплоть до середины 1980-х годов.

«В 1985 году в наш институт обратилась одна из служб КГБ с необычным заданием, — вспоминает Евгений Чистяков. Нужно было срочно изготовить бронежилеты для четы Горбачевых. Требования были просты: бронежилеты должны быть легкими, незаметными под одеждой и иметь высокий уровень защиты. В результате совместной с сотрудниками КГБ работы мы пришли к схеме, которую используем как базовую и сейчас: две асимметричные нагрудные и две спинные пластины, встроенные в тканевый модуль. Такая конструкция обеспечивала надежное перекрытие пластин и в то же время позволяла им перемещаться относительно друг друга, за счет чего достигалась необходимая гибкость защитной структуры и скрытность ношения бронежилета. Эта серия получила название «Визит».

Броня крепка

Броневые пластины для жилетов изготавливаются, как правило, из специальных сталей. «Сталь должна быть достаточно твердой (60−62 по шкале HRC), чтобы выдержать удар термоупрочненного сердечника пули, — объясняет Евгений, — но в то же время достаточно вязкой, иначе она может треснуть. Эти требования противоречивы, и порой приходится прибегать к различным хитростям — например, использовать гетерогенные стали, снаружи твердые, внутри мягкие (такая структура достигается с помощью термообработки листов токами высокой частоты). Некоторые зарубежные производители предпочитают биметаллические пластины (из двух разных слоев). В наших первых бронежилетах мы использовали титан — пришлось даже разработать специальную технологию ТВЧ-упрочения лицевого слоя, но сейчас этот материал почти не используется — он достаточно дорог и не имеет особых преимуществ перед стальной броней. А вот алюминий обретает вторую жизнь. Он все чаще используется, особенно в легких жилетах низких классов защиты. В некоторых случаях им можно заменить, например, дорогостоящие кевларовые пакеты».

Для жилетов 5-го класса защиты, которые используются, например, в штурмовых группах спецназа, ни сталь, ни титан, ни алюминий уже не подходят — жилет будет слишком тяжелым и громоздким. Здесь применяется керамика, в основе которой лежат оксид алюминия (корунд), карбид кремния (карборунд) или карбид бора. Керамические пластины (обычно моноблоки) достаточно толстые, но они намного легче и тверже стали и способны защитить человека от мощных пуль с твердыми сердечниками, в том числе и бронебойных.

Ничто не вечно

Ресурс бронежилетов, как и любой защитной экипировки, ограничен. Срок службы арамидных тканей всего пять лет. Меньше всего подвержены износу стальные пластины — при попадании пуль они деформируются, но продолжают обеспечивать заданную степень защиты. А вот в керамических пластинах после 1−3 выстрелов образуются микротрещины, и очередная пуля, попавшая в дефектный блок, может его пробить.

Статья опубликована в журнале «Популярная механика» (№11, Ноябрь 2006).