拯救你的身体! 国外产品在可穿戴保护领域的概述

拯救你的身体! 国外产品在可穿戴保护领域的概述
Dupont Kevlar XP板材用于防弹插件


个人保护已经成为现代士兵装备的一个组成部分,尽管它仍远未达到最佳状态。 它既沉重又笨重,防弹衣仍需改进,这也适用于材料和配置。 虽然最近头盔得到了显着改善,但由于路边炸弹的扩散,额外的面部保护问题非常严重。 此外,为了减少人员伤亡,还在开发肢体保护。



问题是,现代保护套件不仅有助于显着增加士兵应该穿的质量,而且还会影响士兵的热平衡和他的态势感知。

装甲挑战计划 - 第2阶段(预订目标 - 阶段2)由Darpa有前途的研究项目机构发起,其中包括车辆装甲和车身保护,以说明改善每名士兵保护的必要性。 装甲挑战计划的目标是为军事人员确定革命性和有前途的防弹衣概念。 从技术上讲,材料的表面密度或更准确地说是弹道组的表面密度,因为它很可能不仅仅是一种材料,它应该保持小于29 kg / m2(这比今天的材料少约20%)并且应该能够对抗M992 7,52x51 mm子弹以930-945 m / s的速度飞行。 此外,在开发新的保护板时,需要考虑另一个问题。 这是由路边炸弹的碎片引起的多次撞击的威胁,因为根据测试,之前需要能够承受三颗子弹的板块。 目前,击打次数可以显着增加,尽管冲击载荷也可以根据质量和速度而显着变化。

纤维

使用新材料并不是减轻士兵负担的唯一方法:到目前为止,装甲背心和放电背心是两个独立的实体。 越来越多的弹道背心目前执行“战术背心”的功能,反之亦然,也就是说,弹道装置嵌入战术背心中,该背心本身通常带有基本的防护装置。 防弹板支架通常具有Molle标准支架(用于携带设备的轻型模块化系统),其允许士兵根据作战任务在卸载背心中装备模块化类型,但是当反过来卸载背心用于携带防弹板时,则所有都可以添加或部分口袋。

根据一些估计,预计船体质量减少10百分比可在三到五年内减少。 然而,舒适性不仅取决于质量:人体工程学是另一个关键因素,特别是考虑到不同的形态,更不用说越来越多的女性士兵。 此外,开发四肢保护套件需要特别注意人体工程学,尽管这种套件绝对不适用于高机动性操作。 另一个重要因素是能够快速移除防弹背心,以便医务人员注意可能的伤口; 目前使用的许多系统在紧急情况下很难移除。 另一个挑战是保持热平衡,特别是在炎热气候下工作时。 冷却背心越来越受欢迎; 然而,将这种系统集成到防弹背心/板支架中可能是一项艰巨的任务,因为增加了质量,当不需要冷却时,该质量变成了“负担”。

让我们回到材料。 提高防弹套件的有效性绝对有助于在保持相同防护等级的同时减少质量,或在保持相同质量的同时提高防护等级。 基本上,防弹套件由陶瓷和基材制成,有助于避免钝伤。 它们由不同数量的对位芳纶纤维或聚乙烯纤维层组成,陶瓷前表面设计用于阻挡高速穿甲子弹。

两种最着名的对位芳纶纤维是Kevlar和Twaron,它们分别由Dupont和Teijin Aramid制造。 自推出以来(在70开始时),Kevlar得到了极大的改进; 已经开发了各种类型的这种材料,不仅用于防止子弹 武器 和枪,但也用尖锐的物体(刀)刺穿,这需要一个完全不同的方法。 然而,即使在城市条件下工作,刀具已经成为一种新的威胁,当骚乱可以迫使士兵采取行动镇压叛乱时,因此,Kevlar MTP材料(防止普遍威胁)的出现使得有可能防止普通“民用”刀具和刺穿武器构成的威胁如冰镐。


意大利军队使用的现有防弹衣是繁重的,因此正在开发一种新的防弹衣。



与现有装备相比,现代士兵法国Felin系统的保护套件将大大节省质量。



Armor Shield外部战术背心; 这款背心采用前扣,与Molle系统兼容。


用作防弹衣和头盔的标准Kevlar是KM2,它在极端温度下具有出色的热稳定性,高疏水性,化学稳定性和对含油馏分的产品的耐受性。 最新开发的产品之一是Kevlar XP,它可以减少15%的背面变形(因此可以减少钝伤),并且在100%Kevlar板中具有高性能,同时将质量减少约10%。 M5是杜邦及其子公司Magellan Systems International开发的另一种光纤。 它是一种具有超高强度,高耐热性和耐火性的高性能纤维; 毫无疑问,它会找到自己的利基市场。



帝人芳纶生产Twaron的另一种对位芳纶纤维,该纤维具有与Kevlar相似的特性和用途。 但该公司还生产具有不同线密度的CT微丝,用于防弹板,防止刀具,冰镐和防止受伤。 在高科技产品Twaron中,您可以看到相同的面料CT 612,CT 613和CT 615,它们可以显着减轻弹道套件的重量,而Twaron LFT-AT纤维则是Merging Curv(由Propex Fabrics制造)和Twaron CT 707的组合,减少30上的钝伤 - 60%。

最近由Kamenskvolokno在俄罗斯开发了高科技对位芳纶纤维系列​​,称为Artec,由瑞士APT(高级保护技术)和其他公司提供技术支持和质量控制。

基于聚乙烯的特殊产品包括Dyneema和Spectra Shield,第一种是由荷兰DSM制造,而最后一种是由美国霍尼韦尔制造。 两种重型聚乙烯纤维均通过凝胶状物质的专有加捻工艺获得; 它们的强度是质量相同的钢的10倍,其比强度是芳纶纤维的40倍。 这有助于创造更轻的防弹产品以获得相同的防护等级(平均来说,4 kg比标准防弹衣低),反之亦然更耐用的产品,同时保持相同的重量。 聚乙烯纤维不受潮湿影响,它们具有浮力,非常适合海洋使用。 在防弹保护Dyneema的各种产品中,Dyneema UD(Uni-Directional - unidirectional)具有最广泛的应用,其中纤维在一个平面中平行排列,但每层旋转90°。 与织物纤维相比,该解决方案使您能够有效且更快地分配能量的影响。 在Dyneema UD-HB中,最后两个字母表示“实弹道”应用。 使用HB2或HB25等级Dyneema并使用高压循环,您可以获得能够承受步枪子弹(来自普通低碳钢)的防弹板,同时与其他材料相结合,它们甚至可以阻止穿甲子弹。

霍尼韦尔Spectra Shield在2007中间开发了一种新型光纤系列,称为Spectra Shield II。 20%上的新产品具有最佳的弹道特性,而Spectra S3000光纤则专为装甲应用而设计。 与所有Spectra Shield产品一样,新光纤可以通过大于3000的数字快速识别。 该纤维由两层Spectra单向纤维组成,它们在90°下交联并形成热塑性薄膜。 SR-2008是今年3130年底发布的Spectra Shield II产品系列的最新成员,它包括一种专有的橡胶化合物,可提供额外的刚性,同时保持弹道特性。 这有助于解决在刚度和特性之间进行选择的问题,这对于许多弹道材料来说是常见的。

荷兰公司Lankhorst开发了一种名为Pure的新型热塑性材料,用于弹道应用。 Pure的密度约为0,8 g / cm3,到目前为止已用于生产排雷专家的防护面罩,但也已作为陶瓷装甲板的基材进行了测试。


图中显示了保护板的不同层,外面有陶瓷板,复合基板和一层防止钝伤的材料


纳米技术

在创建身体保护时,越来越多地使用纳米技术。 AP纳米材料在美国与以色列有着密切的联系。 其主要办事处位于纽约,OCR的研发部门位于以色列雷霍沃特,靠近魏兹曼科学研究所,授予AP Nano独家许可,以生产,推广和销售基于新型无机纳米结构的独特纳米技术产品。 魏茨曼研究所发现,富勒烯(被认为完全由碳组成的球形,椭球形或管状分子)也可以由无机化合物组成,这些化合物可以合成富勒烯样结构,通常称为无机富勒烯。 与其他发泡聚合物相比,该材料通过40%提高了吸收能力,通过25提高了能量分布,同时吸收的能量随着冲击力的增加而增加。 纳米PU(PU - 聚氨酯)可以添加到各种聚合物体系中,以减少冲击冲击和相应的压力。 它可用于控制半硬质聚氨酯,半软质聚氨酯和膨胀聚氨酯与闭孔,柔性泡沫聚氨酯和弹性聚氨酯的冲击,而在减压系统中,它可用于软质聚氨酯,半固态聚氨酯和弹性体聚氨酯。

该系统采用所谓的相互渗透结构技术,其中我们看到两种聚合物结构,一种泡沫聚合物,一种聚氨酯,聚乙烯和硅泡沫的基本基质,以及一种渗透结构,由特殊开发的基于无机富勒烯的聚合物体系制成。 第一种结构控制整个材料的密度,柔韧性和硬度,后者增加能量吸收并减轻压力,同时将冲击能量转换为弹簧能量,粘度和热能。

使用该技术,该公司开发了这种抗冲击复合材料,例如Nanoshield和Nanoarmor。 Nanoarmor用于吸收矿物爆炸的涂层,陶瓷背心的防护皮和用于背心和头盔的抗创伤层。 独立测试表明,与传统的聚乙烯泡沫相比,Nanoshield聚乙烯泡沫吸收的能量增加了40%。

另一项有前途的技术是所谓的“液体装甲”,自2006结束以来,Armor Holdings(BAE Systems的一部分)已开始向市场推向市场。 保护套件由刚性纤维和液体聚合物层组成; 后者由聚乙二醇和二氧化硅纳米粒子制成; 当固体物体撞击时,这种“液体”立即变得耐用。 能量耗散后,它返回液态。 然而,显然,基于该技术的大规模产品尚未在市场上出现。

Примеры

美国军队的主要模型是所谓的拦截器防弹衣(IBA)。 该模块化系统包括一个外部战术背心(OTV),其重量约为4,22 kg,并提供弹片和9-mm子弹的第一级保护。 由于增加了Esapi(增强型小型武器插入物 - 增强型小型武器),重量略低于每对5-kg和Esbi(增强型侧弹道插入物 - 改进侧弹道插入物),增加了更多防护,防护等级提高了步枪子弹3,5 kg到系统。 OTV与Dap(三角肌和腋窝保护器 - 保护肩部和腋窝区域的板)兼容,这有助于9-mm子弹在肩部和腋下的额外碎片,并增加约2,28 kg,这使得该组的总重量约为15 kg。 还提供改进的外部战术背心(IOTV),它更轻,并配有快速释放手柄,可以在紧急情况下立即将其移除。

当OTV在前面打开时,IOTV有侧面紧固件,这增加了覆盖面积。 它具有针对喉部和腋窝区域的内置保护,并与Dap兼容。 此外,下背部扩张器保护下背部,增加保护区域335 cm2。 在背心前面,有一个单级快速锁定装置,允许佩戴者用一个混蛋移除IOTV。 内部胸花改善肩部和腰部之间的质量分布,有助于稳定负荷。

当机动性出现时,美国陆军为其士兵提供了用于防弹衣的新型轻型防弹板支架。 目前,在战争影院评估后,它们仅与Sapi板兼容(因为Esapi更大)并且与IOTV背心相比减轻了1,7 kg的重量。


装甲板基于材料Dyneema



防护板暴露在7,62-mm和5,56-mm穿甲子弹上



正如所料,纳米技术将导致防弹材料领域的巨大进步。 各种形式的纳米管的图片



在美国海军陆战队使用的防护服中,有一种阻燃操作装备(青蛙)工作防火套件,可防止路边炸弹引起的灼伤。


美国陆军开始收购一种名为下一代Sapi或Xsapi的新板块,以对抗所谓的“出现的威胁性弹药”。 根据一些消息来源,新的威胁可能包括通过逆向工程(这对中国人来说是熟悉的)美国弹药开发的新型中国穿甲子弹。 与现有的Esapi板材相比,新板材的重量将超过0,17 - 0,31 kg。 订购了Ceradyne的120000套件,这是在测试试板并在2008结束时签署一份为期五年的合同之后发生的。

美国海军陆战队正在部署模块化战术背心(MTV),这是一种IOTV版本的背心,因为它具有增强的功能,集成更好,并且与OTV相比具有改进的设计。 MTV的重量为6,52 kg,这个质量应该加到两个Esapi和两个Sapi板的质量上,如果需要的话,不考虑手脚的保护(对于所有质量,见表)。



对于海军陆战队而言,两种兼容的载板(背心)可用于低风险操作:Esapi介质和可扩展平板介质。 前者只接受胸椎和背侧骨板,而后者可以配备侧面装甲插入物以获得更好的侧向保护。

Armorworks是Sapi板材的制造商之一,也生产各种类型的“单弯”和“多弯”板。 它还生产V-Bass车身装甲(车身装甲支撑系统),它连接到汽车座椅,以便卸载每个座位的大部分28公斤,为乘客提供高效保护。 总部位于加利福尼亚州的Ceradyne公司已经为其保护装甲技术申请了专利,该技术包括碳化硼,碳化硅和氧化铝,为身体的脆弱区域提供高级保护。 该公司生产一个,两个和三个“弯曲”板,以及使用碳化硼和碳化硅陶瓷的多冲击系统。 Ceradyne是美军使用的Sapi和Esapi板材制造商之一; 她签约生产新的Xsapi。

Pointblank是OTV和IOTV制造商之一。 她制作了超过1,4百万的OTV,并根据这一经验开发了国际拦截器,该国际拦截器在国外市场上取得了相当大的成功。 BAE Systems在Simula的协助下参与外部战术背心和高级OTV以及Sapi板的生产。 她还创建了另外两个为特种部队设计的系统; 一个用于隐蔽行动的部队称为增强型作战军用防护背心(改进的军用军用防护背心),在衣服下几乎看不见,肩襟提供快速医疗护理的可能性。


防弹背心越来越多地配备额外的部件,以增加对颈部,手部和其他区域的保护。



美国军队开发了一系列防弹衣和板甲运兵车,以便为士兵提供最好的保护。


特种部队的可拆卸防弹衣与Molle标准装备兼容,并具有可从任何手臂触发的紧急通道快速释放机构。 这两款产品均与BAE系统公司的Eclipse Solar多弯板系列(特种作战部队的低粘度装甲)兼容,按照先进的特种作战部队要求定义,作为车身背心/卸载系统计划的一部分。 Diamond Back开发了Praetorian Rapid Cutaway Ballistic Vest防弹衣,它具有用于手枪或商店的低调前袋,而线系统允许在几秒钟内将背心分成几件。 由于背心也可以配备浮板,它有一个复位系统,可以快速移除厚板。

Pinnacle Armor开发了基于5直径环形盘的柔性装甲,它们像鱼鳞一样叠加; 有三种级别的护甲保护:Sov-2000等级III和Sov-3000等级IV和等级V,最新型号可以承受Dragunov穿甲子弹击中。 他被命名为Dragon Skin,这种装甲优于传统板块的优势在美国引起了激烈的讨论,即确保对部署在战区的部队提供足够的保护。


与其他州一样,德国开发了有前途的士兵系统,综合防弹衣和卸装背心



与意大利特种作战部队合作,NFM开发了六角形装甲板。 这些板增加了保护区域并改善了士兵的运动自由度。


回到Esapi板块,许多美国公司,包括Pinnacle Armor,Armorworks,Armor Holdings,Ceradyne和Simula,都是美国军方的供应商。 最近关于测试程序和板块有效性的争议似乎逐渐消退。

当时在伊拉克和阿富汗部署的英国特遣队被发布了一种改进的战斗防弹衣增强战斗防弹衣; 他之后是一个Osprey防弹衣,可以为大型表面提供保护,并且可以配备衣领和肩部保护装置。 虽然由于缺乏舒适感(沉重的板块和其他缺点),鱼鹰成为批评的对象,但他帮助拯救了战争中的许多生命。 此外,还订购了大约10000套装的新型Osprey Assault防弹衣。 他“吸收”了从他的前任Osprey那里获得的经验; 它安装了由Morgan Armor生产的更薄更轻的板材,然而,它提供与之前型号相同的保护等级。

英国主要的个人防护系统制造商是NP Aerospace公司,该公司从基材和陶瓷Dyneema生产Osprey板材。 该公司的产品包括战斗防弹衣和特种部队的各种型号的专业战斗背心,有些甚至为战斗游泳者。 另一家着名的制造商是Vestguard UK,该公司赢得了美国国防部提供的阿富汗军队和警察160000系统的合同,这是对通用开放式战术背心(VOTV)的修改。 VOTV背心在侧面解开扣,所有紧固件均为Velcro型(Velcro),它具有完整的Molle标准系统,并配有肩部保护袋和带插入物的可拆卸衣领,以及腹股沟保护。

前后增强的铠装插件(Hapi)可提供与NIJ Level 4相对应的防护等级,而侧面铠装插件可为IIIA级提供最大程度的保护。 背心中也可以使用Esapi板,而Vest Guard最新的保护板是Maxl,它可以承受9次5,56 mm和7,62 mm穿甲子弹的击打; 一块板的重量1,7 kg。

以色列公司Plasan Sasa是保护的主要专家,为空中,海上和地面武器系统提供弹道解决方案,以及个人防护领域的解决方案。 她最畅销的产品是高级战术突击背心(III型),旨在满足特种部队的要求。 质量小于9 kg,可提供前,后,肾和侧板的III级保护。 Plasan Sasa生产各种板材:重量为2,8和3,4 kg(前后)的单板更重,保证完全保护而无需额外背衬,而插入III型背心的板材重量为1,9 kg,用于III级保护,重量为2,7 kg四级。

挪威公司NFM Group生产模块化保护系统,可用于抵御各种现代威胁。 它们适用于欧洲各国,如意大利,波兰,挪威,丹麦,比利时,拉脱维亚,爱沙尼亚和塞浦路斯等。 该公司的新设计包括六角板(分别称为Hexa),与意大利军队的特种部队合作开发,沿60°弧提供更好的正面保护,同时在使用步枪时可以自由移动。

以色列公司Achidatex生产一系列模块化防弹衣,具有可扩展的防弹保护和内置货物运输功能。 有两种型号可供选择:一种带前开口,另一种带侧开口。 Ion还为以色列军队生产Velcro型紧固件,以及符合人体工程学设计的AC-331-D背心,可最大限度地提高个人舒适度并提高功能效率,同时不会降低最大保护区域。 所有型号均提供芳纶,UD聚乙烯或Gold Flex防弹材料。

使用的材料:
Armada国际
www.darpa.mil
www.teijinaramid.com
www.dupont.com
www.nfmgroup.com
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