从现在和将来的盔甲
自2005以来，红星一再讲述中央特种工程研究所Arkomok高强度材料中心专家创造的独特个人防护装备：由国防部和FSB接受采购的离散织物和有机陶瓷装甲制成的头盔和防弹衣俄罗斯，反切割和迷彩服（后者具有光学视觉和雷达保护）......这个研究和生产团队的科学家和设计师成功保留 由于具有惊人的保护性能的特殊材料的创造，在他们的活动领域获得领先地位。 Armocom中心是否会开始使用纳米技术，正如他们所说，纳米技术在制造个人防护设备时广为人知？ 甚至可以在这个领域有效地使用它们吗？ Krasnaya Zvezda记者的这些问题和其他问题由Arkomok高强度材料中心的总经理回答，该中心是苏联国家奖和RF政府奖得主，Evgeny Kharchenko教授。
- Yevgeny Fyodorovich首先帮助确定概念。 最近谈到这么多的纳米材料和纳米技术是什么？
- 纳米物质通常意味着小颗粒，其尺寸小于0,1微米（微米是0,001毫米），即不超过100纳米。 在最简单的表示中，它是一种精细研磨的粉末。 例如，许多涂料是纳米物质，因为其中的颜料被压碎成非常小的尺寸。 然而，在气体环境中特别生长的最常见的纳米颗粒是碳纳米管。 他们得到这个名字是因为这些小颗粒比直径长几倍。 虽然在形状上它们可以是纤维。
世界上的碳纳米管被广泛使用，有足够的信息...
- 您是否尝试过使用非物质来制造个人防护设备？
- 所有防弹衣设备的基础是芳纶纤维。 其直径约为12微米，是人发直径的1 / 6。 由于其分子的小直径和特殊结构，它具有非常高的强度和轻盈性。 如今，具有mm1 2截面的传统芳纶纤维能够承受500 kg负载。
- 你的意思是纵向压力？
- 是的 在横向方向上，该纤维不承受拉伸载荷以及纵向拉伸，并且如果它被打结，则强度将减少一半。 然而，它将保持四分之一吨，你看，这也是很多。
线由这些纤维制成，织物由线制成，头盔和防弹衣由织物制成。
- 这只是俄罗斯的技术还是在国外以同样的方式做个人防护设备？
- 并非所有国家都拥有这项技术。 但是，如果有这种技术，它与我们的技术没什么不同。 没错，最终产品在各处都有不同的特点......
- 通过使用纳米材料可以改善这种产品吗？
- 在Mytishchi，在由Igor Vladimirovich Tikhonov领导并生产芳纶纤维的“耐热纺织品研究和生产企业”中，几年前我们尝试将碳纳米管与芳纶纤维连接起来。 纤维是非常小的原纤维或大分子包的集合。 原纤维之间没有化学键，因为所有分子链都沿着纤维轴延伸，因此它不具有大的横向强度。 因此，在纤维纺纱阶段，我们尝试将纳米颗粒引入其中，假设这些颗粒，如同将纵向原纤维与砖一起保持，将改善纤维的性质，确保横向强度。 子弹击中了纤维。
- 这个假设得到了证实？
“结果，在样品上我们获得了20百分比的强度增加和弹性模量增加约四分之一，也就是说，不允许纤维拉伸的刚度（纤维拉伸的能力，但承受大的负荷，被称为强度。 - 自动。） 。 因此，我们已经看到了一个重点：在这个方向上有很多机会，但它在技术上非常复杂。 毕竟，必须极其清晰地选择纳米添加剂的尺寸，它们非常精确的浓度，在纤维形成过程中引入纤维的阶段......
从这个角度来看，实际上，我们暂停了案件并将所得到的结果保留下来，现在清楚地表明了这种方法的存在。
- 如何使用纳米粒子增强的芳纶纤维影响个人防护设备的性能？
- 防护设备的单元格越强，即纤维（防弹背心中的数百万根纤维），获得最佳防护性能的机会就越大。 防弹衣可以做得更薄更轻，同时保持同样的防护等级。 或者，在保持重量和尺寸的同时，提高防护等级。
“你为什么把研究结果放在一边？”
- 正如我已经说过的那样，在他们的基础上创造先进材料在技术上是非常困难的。 这需要很大的努力和金钱。 纳米纤维的大规模生产技术尚未获得，其直径比芳族聚酰胺聚合物的直径小数百倍。 用于试生产的现有技术非常昂贵。
一般而言，在应用科学中，为了以后留下一些创新的想法是有利的（或必要的）。 至于基础研究，我们的Armokom中心仍然不是科学院。
“既然你和你的同事已经确定纳米材料能够增强防弹衣和头盔的保护性能，那么推迟使用这些材料来保护我们士兵和军官的生命是否合适呢？” 如果明天是战争，如果明天是徒步旅行？
- 直到今天，超过一半的军队都戴着年度1968型号的钢盔！ 一切都要花钱...最近我们开始从新材料大量供应6B7-1М头盔到国防部。 它们是根据俄罗斯联邦国防部主要指挥部的指示创建的，当时他们由将军尼古拉·西维洛夫和部门负责人鲍里斯·鲁奇金领导。 我们用芳纶复合材料制造这些头盔。 如果我们开始使用纳米物质制造它们，它们的价格会高出两倍，尽管同时，20的百分比可能更容易。
但是，为此，您首先需要完全改进技术。 到目前为止，我们只展示了通过使用纳米物质来改善芳纶护甲的保护性能的基本可能性。 该领域需要进行基础研究。
- 事实证明，国内生产个人防护装备的机车 - 阿科莫克中心现在被迫停止？
- 不，我们不会停滞不前，继续为我们的战士改进个人防护装备。 我们根据“战士”计划开发了一种新型头盔，用于装备战斗机，并为战车载人提供新的保护套件。 与6B7-1M头盔相比，这款头盔的重量减轻了近三分之一，重量仅为1 kg。 它具有与其前身相同的保护性能。 减少头盔的质量而不损失保护等级对于士兵来说非常重要，因为应该在头盔上放置夜视设备，无线电通信设备等。
头盔的初步测试已经成功完成，状态测试正在进行中，我希望军队明年将收到它作为Ratnik装备的一部分。
- 据我了解，你设法减少了头盔的重量而不使用纳米技术？
- 是的，在这种情况下，我们使用纤维复合材料技术和我们企业的建设性技术来生产产品。
- 你是否有可能将纳米技术的主题推迟到未来的个人保护手段中，在其他技术和技术先进的国家，例如在美国，他们将向这个方向投入大量资金，因此俄罗斯不会发生在 故事又要赶上了吗？- 这是美国人做的事情。 如果没有？ 你能想象在什么水平 - 几乎在分子（！） - 有必要改进已经具有相当完美结构的材料。 顺便说一句，美国凯夫拉尔仍然明显不如我们的“鲁斯兰”。 来自国内芳纶纤维的织物具有无与伦比的弹道特性，这已通过实验证明（在12月7红星2011年度发表的文章“领域女王的金盔”中更多地了解这一点。） - Auth。）。 因此，虽然我们的海外同事正在追赶弹道芳纶纤维的生产。 使用纳米技术来增强它们是下一个甚至更加困难的水平。
- Evgeny Fedorovich，在我们的谈话开始时，您举了一个在涂料中使用纳米粒子的例子......
-很明显，在战场上对士兵的制服进行染色非常重要。 士兵必须始终与地形合并，因此任何装甲服都必须伪装。 特别是我们为武装部队开发和生产的，用于战斗车辆乘员的防护套件。 确实，如果发生打击 短歌 或IFV机组人员，如果还活着，就离开汽车，对他而言，立即与环境融合非常重要。
很明显，这个套件不应该燃烧。 为了使其不燃，我们使用特殊耐火纤维制造织物的织物。 但麻烦 - 这些纤维，这种面料没有采取染料。 也就是说，绘画在阳光下褪色三到四天后（在右边的照片中）。 但是当他们开始使用纳米染料时，它们会渗透到纤维本身的结构中并固定在那里，着色变得稳定并且不会在阳光下燃烧（在左边的照片中）。 同时，织物的阻燃性能没有降低。
- 什么颜色可以画统一nanokrakraski？
- 在不同的。 例如，在白色中，它允许战斗机在冬天与地形融合。
- 在生产个人防护设备方面是否还有其他纳米材料应用领域？
- 有。 迄今为止最有效的装甲 - 复合陶瓷。 它由一个由陶瓷（碳化硼，碳化硅，氧化铝）和芳纶有机塑料基质制成的非常坚固的筛网组成。 在屏幕上，硬度与钻石相当，子弹被打碎了（在图片中 - 子弹进入陶瓷装甲后仍留下什么）。 这些碎片具有巨大的动能，但它们被芳族聚酰胺基材有效吸收。
复合陶瓷铠装的总比重为2,5 g / cm2。 与同类保护相同的钢护甲约为8 g / cm2，即重量超过三倍。 确实，钢的生存能力略高，而第二颗子弹在钢质防弹背心中几乎与第一颗子弹相同，可能无法穿透它。 但是向我展示一下射手，他在一场远程100和超过一米的激烈战斗中使用突击步枪，将两颗子弹或整个自动机爆炸成一支烟盒！ 在现实中使用现有的大规模步枪 武器 这几乎是不可能的。 因此，复合陶瓷装甲制成的个人防护装备在减轻重量方面的优势是毋庸置疑的。 同意，有一个区别：佩戴一块重量为3,2公斤的钢板或1,7公斤的复合陶瓷。
- 我同意，尤其是在战斗中，生存和取得胜利的主要条件之一是力量和手段的可操作性。 受到重型装甲的保护，但与此同时，一名勉强移动的士兵是敌人的方便目标。
- 复合陶瓷装甲，防护所有手枪，包括7,62 mm口径的穿甲弹药子弹，同时由于其轻盈，可以保持机动性。 然而，有一个小的细微差别 - 制作这种陶器并不容易。 为了获得均匀和耐用的陶瓷材料，必须非常小心地，在纳米级别，在生产阶段压碎。 然后它会干燥，燃烧并获得惊人的硬度。 这种陶瓷的原始产品越小 - 简化表示这是粘土，虽然它是特殊的，其中混合了几种组分，其产品将提供更好的保护性能。 我们生产这种陶瓷产品。
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