Сотрудники физико-технического факультета Томского государственного университета (ФТФ ТГУ) ведут работу над созданием нового бронезащитного материала. В его основе лежит алюминиевый композит, — сообщает пресс-служба вуза. Первые испытания лабораторных образцов показали, что слоистая броня превосходит по ряду технических параметров существующие аналоги. При этом ее производство обходится дешевле. Использование такого материала в бронежилетах позволит снизить их вес в два-три раза, а стоимость — в полтора-два раза по сравнению с изделиями на основе кевлара. Разработка также подойдет для защиты наземного, воздушного и водного транспорта, что повысит его мобильность, топливную эффективность и полезную нагрузку.
Композит создается на основе деформируемых алюминиевых сплавов, базальта и полимерной связки. В результате получается гетерогенный материал, который сочетает прочную основу и эластичные демпфирующие прослойки. Эти прослойки компенсируют внешние воздействия, равномерно распределяя энергию по всей поверхности материала.
Пробные испытания композита при динамическом воздействии продемонстрировали, что он способен обеспечивать защиту, сравнимую с материалами на основе кевлара, титана и керамики, которые традиционно применяются для изготовления бронежилетов и защиты техники. Однако, по оценкам ученых ТГУ, слоистая броня значительно дешевле в производстве и легче.
«Наш композит состоит из слоев алюминия и базальта в строго определенной последовательности и обладает достаточной прочностью для замены кевлара — распространенного, но очень дорогого материала для бронежилетов. Базальтовая ткань — хорошая альтернатива. Она сравнительно недорогая и есть в свободной продаже в разных размерах, поскольку используется в быту, например, для теплоизоляции. По нашим расчетам, стоимость одной бронепластины 250×350 мм с классом защиты Бр3 (базовая защита от автоматов) из композита „алюминий-базальт“ в 1,5–2 раза ниже, чем у кевларовой того же размера и класса защиты», — пояснил руководитель проекта и старший научный сотрудник лаборатории ФТФ ТГУ Антон Хрусталев.
Физик добавил, что производство слоистой брони также не требует больших затрат, поскольку для него используются промышленно выпускаемые отечественные материалы и стандартное оборудование.
Легкости брони удается достичь за счет применения алюминия вместо стали или титана. Плотность алюминия составляет 2,7 грамма на кубический сантиметр, в то время как титана — 4,54 грамма на кубический сантиметр, а стали — более 7,7 грамма на кубический сантиметр. Использование композита для бронежилетов может снизить вес изделий в два-три раза, для бронетранспортеров — на 30–40 процентов. На самолетах Су-24 и Су-35 замена титановой брони позволит уменьшить вес на 300 и 500 килограммов соответственно.
В настоящее время сотрудники лаборатории анализируют результаты испытаний и создают на их основе математическую модель. Она поможет подбирать оптимальную конфигурацию композита для решения конкретных задач. Диапазон классов защиты, которые сможет обеспечить материал, — от Бр1 (начальный уровень) до Бр6 (высший уровень защиты от любого стрелкового оружия).
«Мы хотим создать не только технологию, но и программный комплекс, в который можно будет внести параметры — материал и скорость ударника, желаемый класс защиты, площадь и другие — и рассчитать оптимальное количество слоев, их толщину, а главное, вес композита. Это позволит понять, насколько оправдано будет использование материала в каждом конкретном случае», — заметил ученый.
Следующий ключевой этап, который предстоит пройти команде проекта, — подтверждение класса защиты слоистой брони в аккредитованной лаборатории. После успешного прохождения этих испытаний можно будет выходить на сотрудничество с производителями.
Проект реализуется в лаборатории нанотехнологий металлургии ФТФ ТГУ, которая работает на базе научного центра мирового уровня «Новые материалы специального назначения». Коллектив лаборатории обладает большим опытом работы с алюминиевыми сплавами и уже запатентовал способ получения композиционного материала для слоистой брони.
