Люди, аналитика, события, комментарии Транспорт, техника, снаряжение

Смирнов В.П. “Средства Индивидуальной Бронезащиты (Сибз)”. Часть 1

От автора.  Статья посвящена современным СИБЗ, а также вариантам их дальнейшего развития. Предназначена для широкого круга читателей. Приводится в оригинальном написании, т.е. с просторечивой и шуточной манерой изложения, естественной в неформальной остановке Интернет-форума. Поэтому автор просит быть снисходительным к некоторым моментам, могущим показаться грубыми. Автор не хотел никого обидеть. При написании использовались только открытые источники информации, а также собственные мысли автора.

Содержание:

  1. Немного истории
  2. Основные понятия
  3. Материалы и структура защиты
  4. Запреградное действие
  5. Эргономика и эксплуатация
  6. Виды СИБЗ
  7. Проблемы и тенденции
  8. Перспективы: на пути к ИБМ
  9. Оружие с учетом ИБМ
  10. Тактика с учетом ИБМ
  11. Стратегия ВПК с учетом ИБМ
  12. Заключение

1. НЕМНОГО ИСТОРИИ

Древность

На мой взгляд одними из самых совершенных СИБЗ являются рыцарские доспехи XIV- XV вв готического и максимилиановского типа. Про них все знают, но не все знают, что причиной их появления был конный удар копьем с хватом под мышкой и упором копья в луку седла и щит. Появление этого удара в XII веке привело к тому, что обычные пластинчатые и кольчужные доспехи стали не эффективными, как в прочем и шлемы. Подобный удар при попадании в шлем ломал шейные позвонки, а иногда и саму голову. В доспехах готического типа проблема была решена. Решена она была двумя способами. Первый – рациональные углы наклона лобовой брони доспеха, от которого копье соскальзывало и уходило на рикошет. Второй – выполнение нижней части за одно целое с передней латной пластиной. При этом удар передавался не на голову, а на все тело целиком, и рыцарю не отрывало голову, а скидывало с лошади, что неприятно, но намного менее фатально. Но подобное решение резко снижало обзор, и потому применялось только на конных турнирных доспехах, изредка на боевых. Для пеших готических доспехов применялись обычные шлемы, но посаженные на выступающий воротник лат как на трубу. При этом масса шлема приходилась на латы, а за счет жесткой конструкции панциря и отгиба нижней части весь вес лежал на костях таза.

Вчерашний день

История отечественных броников современного типа изложена тут http://www.niistali.ru/article/article_03.htm и тут http://strikeball.6bb.ru/viewtopic.php?id=53&p=1.  Кратко: к концу XIX века доспехи были полностью сняты с вооружения, т.к. винтовку с унитарными патронами, снаряженными бездымным порохом, они не держали не как. Однако развитие артиллерии привело к тому, что резко возросло кол-во осколочных ранений, от которых пехотные доспехи могли бы защитить. Смысл в чем: даже тяжелые снаряды 76-155мм 95% своих осколков дают массой до 1г, а малокалиберные пушки 37мм и минометы и того больше. Т.е, применяя бронежилеты, защищающие от осколков в 1г, мы уменьшаем эффективность огня артиллерии в несколько раз. Однако до 2-й мировой войны массовых броников на вооружение всех армий не поступило, хотя американцы весьма успешно использовали их для защиты летчиков от огня зенитной артиллерии.  Впервые массово бронежилеты были применены американцами в Корее. И хотя они были только противоосколочными и даже пистолетные пули держали не все и не со всех дистанций, применение их позволило уменьшить потери в 2-3 раза. В ВОВ 30% погибших было от пуль и 70% от осколков. При действиях на открытой местности эта разница еще выше: потери в живой силе корпуса Роммела в Африке составили не 30/70, а 10/90% в соотношении пуля-осколок.  Однако опыт локальных конфликтов и партизанских войн (Вьетнам, Афган) показал, что в таких войнах вероятность поражения огнем стрелкового оружия выше, чем в обычных войнах. Посему, в современных бронежилетах было ведено помимо противоосколочной еще и противопульное бронирование.

Современность

Брониками современного типа (1-го поколения) можно считать 6Б2-6Б5 (Ж81-Ж86), разработанных в СССР в 80х годах. Применение их в Афгане позволило весьма существенно уменьшить потери. Однако было выяснено, что даже противоосколочные броники массой 4-5кг постоянно носили только ВДВ, мотострелки зависимости от ситуации использовали их в среднем в 40-50% случаев, остальные же (артиллеристы, связисты и разведчики) надевали их только при заступлении на пост, а в остальное время игнорировали. В первую чеченскую кампанию выяснилось, что только 10% раненых и убитых были в бронежилетах, но даже это дало возможность довести соотношение потерь пуля осколок до 50/50. основными причинами такого нежелания использовать бронежилеты были их большая масса (до 13-14 кг) и неудобство ношения (вследствие того, что броник надевался по типу одеяла через голову и лежал на плечах).  В результате анализа применения СИБЗ в 1ю чеченскую войну были разработаны новые броники 6Б11, 6Б12 и 6Б13 Выяснилось, что без потери производительности солдат может работать в бронике массой до 5 кг. При массе 5-8кг потеря производительности составила уже 5-10%. При превышении 8,5кг до 11кг потери уже были 10-25%, а при массе больше 11 кг при длительном ношении у солдат боеспособность падала слишком сильно. Посему было решено создать 3 типа бронежилетов – противоосколочный 2к.з 6Б11 массой 5кг для постоянного ношения в нештурмовых частях – артиллерии, связи и т.д., противопульный 3к.з 6Б12 массой 8,5кг для мотострелков, десантуры, морпехов и разведки и 11кг 6Б13 4кз., применяемый в качестве штурмового. С наружной стороны к бронежилету были пришиты кармашки под магазины и гранаты, т.к. выяснилось, что в массе разгрузок не хватает, а подсумки неудобны. При этом упор делался именно на постоянное ношение бронежилетов всеми, кто находится в зоне боевых действий. В результате этого во вторую чеченскую соотношение потерь составило уже не 30/70, как в ВОВ, и не 50/50, как в первую кампанию, а только 70/30, и это при массовом распространении подствольных и автоматических гранатометов.  Также выяснилось, что при массе шлема свыше 1,3кг, постоянно носить его без снижения боеспособности боец не может. Посему были разработаны современные шлемы типа 6Б7, масса которого составила 1,3 кг, и модернизированные шлемы 6Б26-6Б28, масса которых доходит до 850г.  Постоянное ношение броников и шлемов в армии резко снижает потери, в среднем в 2-4 раза. Однако проблемы остаются. Познакомившись с историей средств бронезащиты, давайте определимся с их разновидностями.

2.ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ

Бронежилеты по типу ношения бывают скрытого и открытого ношения. Первые эффективнее там, где противник может не знать о наличии бронежилета, и по этому атаковать в корпус, а не в голову. Это имеет значения на дистанциях “в упор” и при обстреле снайпером. Для общевойсковых дистанций стрельбы 100-400м это значения не имеет – стреляют очередями в силуэт, стараясь наиболее быстро поразить куда-нибудь, вывести из строя. Ближе же 100м – это по военным понятиям дистанция “в упор”. С таких расстояний стреляют навскидку в центр силуэта быстрыми короткими очередями, а иногда и вообще “от пуза”. Скрытость или открытость бронежилета значения не имеют.

Другое дело для милиции. Во-первых, преступники вооружены не автоматами, а в основном пистолетами, для которых и легкий бронежилет – уже серьезная преграда. А во-вторых, дистанция стрельбы в основном 3-15м. С этого расстояния можно уже выбирать, куда стрелять, в корпус, в голову или по конечностям. Опять же, пистолет – оружие скрытого ношения, и огонь могут открыть с любой стороны, в том числе и в спину. В этих условиях среагировать сразу не всегда возможно и весьма желательно, чтобы первый выстрел пришелся в бронежилет, а не в тело. Поэтому бронежилеты скрытого ношения в основном гражданские или ведомственные, а открытого – армейские.

По типу применения бронежилеты различают армейские, штурмовые специальные, милицейские, гражданские и специальные скрытого ношения.

Первые стоят на вооружении армии, вторые применяются спецподразделениями в штурмовых операциях, третьи использует милиция, четвертые – обычные люди, ну а пятые ФСБ, ФСО и прочие “Джеймсы бонды”, когда им нужно спрятать бронезащиту под видом фрака, кепки или папки. Я в основном коснусь армейских, штурмовых и милицейских бронежилетов. Также бывают плавающие (для ВМФ) и кинологические (для собак) бронежилеты. Их я особо касаться не буду.  По конструкции отечественные бронежилеты выполнены по типу пончо, надеваемого через голову и завязываемого по бокам. Это облегчает доступ к телу бойца при ранении и уменьшает необходимое количество типоразмеров, хотя и снижает удобство ношения, а также защиту с боков. Западные бронежилеты выполнены по преимуществу по типу жилета с накладными бронепластинами. Такая компоновка удобнее, чем отечественная, однако при ранении затрудняет быстрый доступ к телу бойца, а также вынуждает иметь более кол-во размеров, что ухудшает взаимозаменяемость бронежилетов.  По степени защиты бронежилеты бывают 6-ти классов с 1-го (самого легкого) по 6й (самый тяжелый).

В принципе, классификация СИБЗ в РФ, в США и в других странах сильно разнятся, поэтому я буду основываться на российском ГОСТе Р 59744-95 на бронники с изменением 99-го года.

Кратко:
  • 1й класс – ПМ в упор, картечь, осколки мелкие.
  • 2-й класс – ТТ и ПСМ в упор.  2а – пуля 12кал в упор.
  • 3-й – АКМ и АК-74 в упор обычной пулей (М43 и 7Н6).
  • 4-й – СВД в упор обычной пулей (ЛПС), АК-74 7Н10 в упор
  • 5-й – АКМ с ТУС (термоупрочненный сердечник, каленая сталь У12), М16 М193 в упор.
  • 5а – АК-74 с БС (7Н24) бронебойный твердосплавный (ВК8) – см
  • 6-й – СВД с ТУС (“Серебряный носик”)
  • 6а – СВД с БС (Б-32) бронебойный твердосплавный

Какова разница по массе между классами? Приведем данные по толщине плиты из стали “44”, защищающей по соответствующему классу  1й – 1мм, 2й – 2,4мм, 3-й – 4,3мм, 4й- 5,8мм, 5-й – 6,5мм, 6-й – 15мм.  Что бросается в глаза? В глаза бросается то, что градация их не равномерная. Например, разница между 2м и 3-м классом почти в 2 раза по толщине (2,4 против 4,3мм), а между 5м и 6м – больше 2х раз (6,5 против 15мм). Первое связано с тем, что 2-й класс защищает от пистолета ТТ с энергией 508 Дж, а 3-й – от АКМ, дульная энергия которого при том же калибре почти в 4 раза больше (1991Дж). Разница же между 5м и 6м классом связана с тем, что обычная пуля СВД от твердую стальную плиту разбивается, а бронебойная ее прокалывает. Поэтому для защиты от ТУС и БС сталь в качестве лицевого слоя защиты не эффективна и вместо нее применяют керамику, об которую пуля плющится, а потом уже пытается продавить стальной лист.

По массе бронежилеты делятся на легкие (до 5 кг), средние (5-8,5кг) и тяжелые (свыше 11кг). С чем связана такая градация, сказано выше.

Каски по тем же причинам делятся на легкие (до 1,3кг, а теперь уже и до 1.1кг), средние (от 1,3 до 2кг) и тяжелые (свыше 2кг). Легкие каски среднестатистический боец может носить постоянно и без снижения боеспособности, средние через несколько часов носки уже достаточно сильно утомляют его и снижают боеспособность, срок носки тяжелых же касок ограничен иногда минутами.

Поэтому общевойсковые каски относятся к легким, армейские штурмовые – к средним, а тяжелые применяют спецгруппы при операциях по освобождению заложников и прочих кратковременных акциях, когда вероятность огневого контакта приближается к единице.

3. МАТЕРИАЛЫ И СТРУКТУРА ЗАЩИТЫ

В качестве материалов для СИБЗ применяется сталь, титан, алюминий, керамика, стеклопластик, сверхвысокомодульный полиэтилен (СВМПЭ), нейлон и арамидные волокна (Кевлар, СВМ, Терлон и т.д.), а также “Жидкая броня” и “наноматериалы”.

Сталь

Используется броневая, т.е. предназначенная для противостояния к высокоскоростному пробитию. Марки – 2П, 7, 77, 44, Ц-85 (40ХНМСА-Ш), СПС-45 (45ХСНМА-Ш), 44С и 56.

Принципы создания броневой стали:
  • Первый: максимальная твердость (сопротивление проникновению инородного тела) для возможной деформации и разрушения этого самого инородного тела.
  • Второй: при пробитии на внутренней стороне бронеплиты не должно образовываться отколов – вторичных осколков, которые, разлетаясь, действуют как картечь. Для этого относительное удлинение стали должно быть не менее 8%, относительное сужение не менее 40% (опытные данные). Ударная вязкость должна быть не менее 5 кГм/см2.
  • Третий: работа разрушения должна быть максимальной. Если огрублено, то работу разрушения можно представить в виде произведения предела прочности (бв – напряжения, при котором образец разрушается) на относительное удлинение (у – удлинение образца при разрыве в %). Т.е А=К*бв*у, где К -какой-то коэффициент.

Подобным требованиям отвечают термообработанные высокопрочные стали.

Титан

Применяется (у нас) двух марок: ВТ23 (твердый) и ВТ14 (вязкий). Первый твердый, прочный, но может хрупко разрушаться. Второй хорошо держит пули, но мягкий. ВТ23 использовался в первом поколении советских бронников (6Б2-6Б5), а также в варианте российского 6Б12. В принципе, по сравнению с обычными броневыми сталями (типа 44, 77, 69, 26Ш), титановые сплавы обеспечивают при той же защите выигрыш в массе в 30-40%, однако по сравнению с новыми сталями типа 44С и 56 этот выигрыш уменьшается до 5-15%.  Кроме того, в связи с разрушением промышленности производства титана в нашей стане, стоимость его по сравнению с Союзом выросла в 5 раз и составляет около 2000р/кг. Посему титан применяется в легких противопульных бронежилетах и шлемах, т.к. он очень хорошо держит пистолетные пули. В тяжелых же бронежилетах применяется в основном либо система “сталь-керамика”, либо “СВМПЭ-керамика”.

Алюминий

Сплавы бывают свариваемые и несвариваемые (деформируемые). Свариваемые – АМг6, Д20, 1903, слоистые алюминиевые сплавы (ПАС). Деформируемые – Д16 (дюраль), В95, В96Ц. Обеспечивает выигрыш в массе по сравнению со сталью в 20-30%. Обладает отличной противоминной стойкостью по сравнению с другими бронематериалами. Применяется в основном для легкой бронетехники (ПТ-76, БМД, БМП-3). В бронежилетах применяется в основном в качестве подложки для керамических пластин, т.к. хорошо держит осколки. В качестве основной бронепластины, т.к. при малой толщине по отношению к калибру пули часто дает отколы, а также вследствие мягкости не применяется, хотя есть идеи использовать алюминиевые сплавы для легких бронежилетов, но для этого их толщина должна быть не менее калибра пули с обязательным вязким подслоем.  Керамика.  Обладает очень высокой твердостью, прочностью, малой плотностью, но также и высокой хрупкостью. Применяется оксид алюминия (электрокорунд), карбид бора, карбид кремния, нитрид кремния и нитрид алюминия. Для бронежилетов идет в основном электрокорунд, т.к. он наиболее дешев и технологичен, хотя последнее время в се чаще применяется нитрид кремния. Карбид бора идет в основном на танки. Смысл керамики: об нее расплющивается любая пуля, хоть ТУС, хоть ВК8. По удельной (т.е. на единицу массы) защищающей способности керамика превосходит и стали, и титан. Однако она хрупкая и при попадании пули всегда разрушается с образованием отколов. Поэтому керамика используется в основном в качестве лицевого слоя, лежащего на жесткой металлической (сталь, титан, алюминий), или неметаллической (СВМПЭ) подложке, задерживающей осколки и не дающей керамике разваливаться под пулей, заставляя ту пробивать даже отломанные слои керамики.

Стеклопластик

Обладает лучшей удельной защищающей способностью, нежели обычные броневые стали (2П, 7, СПС-43, Ц-85). Использовался в первых американских бронежилетах. Однако выяснилось, что при пробитии стеклопластик образовывал большое кол-во вторичных осколков, разлетающихся как картечь и не видимых на рентгене. Поэтому стеклопластик для СИБЗ сегодня не применяется, а применяется в защите танков и бронетехники.  СВМПЭ.  Представляет собой волокна особопрочного полиэтилена. Применяется в виде композита – лент, залитых эпоксидной смолой в отличие от кевлара, который применяется в виде ткани, т.е. переплетенных нитей. Благодаря малой плотности ПЭ (0,9г/см3) полученный композит очень легкий и по удельной защищающей способности превосходит металлы. При этом он, в отличие от стеклопластика, не дает при пробитии вторичных отколов, что позволяет применять его вместо металлической брони. Применяется во всех современных СИБЗ, особенно в армейских противоосколочных шлемах (6Б7, 6Б26 и т.д.).

Нейлон и Арамидные волокна

Нейлон применялся в первых бронежилетах 50х годов. Пришедший ему на замену кевлар за счет более высокой прочности (больше чем в 2 раза) произвел своеобразную революцию в бронежилетах. Применение кевлара позволило создать достаточно легкие противоосколочные бронежилеты с большой площадью защиты. Кроме “Кевлара-29” сейчас разработаны в США фирмой Дю Понт “Кевлар-49” и “Кевлар-149”, обладающие несколько лучшими характеристиками. В СССР также были разработаны подобные волокна (СВМ, “Русар” и т.д.), обладающие примерно равноценными характеристиками. Главный недостаток подобных тканей – их защищающая способность резко падает с ростом скорости пробивающего элемента. От пуль и осколков, летящих со скоростью свыше 500м/с они практически не защищают, хотя крайне эффективны от вторичных осколков и медленно летящих элементов. Посему как основной слой применяются в легких противоосколочных и противопистолетных бронежилетах. В более тяжелых системах применяются либо как тыльный слой (держащий все то, что пробилось сквозь предыдущие слои), либо как облицовочный слой, держащий рикошетирующие от брони осколки. Еще одним минусом арамидных тканей (в просторечии называемых общим слоем “Кевлар”) является то, что они не держат острые тонкие элементы – они не рвут, а просто раздвигают волокна. Посему легкие бронники не держат шило (20-40Дж) и арбалетный болт (150-300Дж), хотя держат более мощные тупоносые пистолетные пули (до 500-1000Дж). Также ткани не имеют практически никакой жесткости, поэтому не держат ударную волну и не защищают владельца бронежилета от запреградной травмы даже при условии его непробитии. Выстрел в корпус из ружья 12 кал по мягкому бронежилету вызывает тяжелые травмы внутренних органов, что зачастую приводит к летальному исходу.

“Жидкая броня”

Представляет собой жидкость, твердеющую при быстром сдвиге и обычно служащую для пропитки кевлара. Такой пропитанный слой применяется как подслой основной брони для защиты от холодного оружия, т.к. жидкость держит удары шилом, но не мешает медленной деформации ткани. Против высокоскоростных элементов преимуществ перед другими метериалами не имеет.  “Наноматериалы”.  На данном уровне развития техники применяется легирование материалов микродобавками нанотрубок углерода – микроскопическими трубочками углерода с какой-то измененной структурой. Вызывают резкие и аномальные изменения свойств обычных материалов, в частности прочности, жаропрочности, вязкости и т.д. В настоящий момент применение наноматериалов – это только экспериментальные работы. На сколько мне известно, в серийных СИБЗ пока не применяются, хотя в Питерском ЦНИИМатериалов ведутся разработки подобных “наноброников”.  Вот на сегодняшний день все материалы, применяемые при производстве СИБЗ.  Теперь рассмотрим структуру бронезащиты.  Эта тема рассматривается в специальных работах (см в частности “Частные вопросы конечной баллистики”, В.А.Григорян, М, МГТУ, 2006, “Концептуальные основы создания СИБ”, В.И.Байдак и К, М, 2003, “СИБЗ” М.В.Сильников, В.А.Химичев, СПб, 2000г ).

Коротко

При проникновении поражающего бронеэлемента лицевому слою его надо разрушить, или хотя бы задержать оболочку пули, частично поглотить ее энергию, расплющить или разломать сердечник и распределить его действие на возможно большую площадь. Для этого он должен быть максимально твердым и прочным, а также не допускать своего проламывания всей пулей целиком. Второй слой должен задержать раздолбанный сердечник и вторичные осколки – отколы первого слоя, а при пробитии сердечником максимально поглотить его энергию и не давать самому вторичных осколков.  Отдельным моментом является рикошет пуль о броню. Если в случае с копьем рикошет выражался в уводе всего копья в сторону, то в случае с пулей вследствие высокой скорости она обычно частично разбивается о броню и рикошетит осколками, которые разлетаются под углом +-30..40 градусов.

При этом рикошетирующий осколок автоматной пули сохраняет способность убить человека на 40-60м, а винтовочной – до 130м . Посему рикошет пули или осколка о пластину бронника часто приводит к поражению лица и конечностей бойца, а также поражению близкорасположенных бойцов. Из-за этого, для задержания осколков, бронник снаружи обычно облицовывают слоем кевлара толщиной 8-15 слоев. Единственным безопасным направлением рикошета является вверх и в стороны от каски. Поэтому каски и шлемы обычно не облицовывают кевларом.

Очень опасным является внутренний рикошет пули от пластины бронежилета, когда пуля, влетая сбоку-сзади в зазор между телом и плитой, или через тело, разбивается и отражается от плиты внутрь тела. При этом поражения бывают аналогичными выстрелу картечью и часто приводят к летальному исходу. Поэтому изнутри пластина должна быть закрыта толстым слоем кевлара, который задержит все осколки, возникшие при рикошете пули. Для этого его толщина должна быть не менее 15 слоев (обычно 30).  Итак, если смотреть снаружи-внутрь, схема защиты бронежилета идет так: антирикошетный слой (8-15 слоев кевлара) – лицевой слой высокой твердости (керамика с подложкой, сталь, титан ВТ23) – второй слой высокой вязкости (СВМПЭ, титан ВТ14) – внутренний антирикошетный-противоосколочный слой (15-30 слоев кевлара).

4. ЗАПРЕГРАДНОЕ ДЕЙСТВИЕ

Действие пули по человеку через бронежилет разделяется на два типа: при непробитии бронежилета и при его пробитии. Необходимо понять, что энергия автоматных и винтовочных пуль в десятки раз превышает энергию, необходимую для выведения человека из строя. Поэтому, если про попадании осколков и пистолетных пуль, энергия, передаваемая через бронежилет, обычно не велика и не выводит человека из строя, то в случае пуль основного оружия даже при непробитии остаточной энергии зачастую достаточно даже для летального поражения человека. С этим столкнулись еще при создании милицейского бронежилета ЖЗТ-71, который должен был защищать от пуль охотничьих ружей. Выяснилось, что даже при задержании пули тканью бронника, он прогибается так сильно, что это вызывает тяжелые поражения внутренних органов (отрывы почек, разрушение печени и т.д.), что естественно недопустимо. Поэтому пришлось применить титановые пластины с подложкой из ткани СВМ, которые жестко держали энергию, распределяли ее на большую площадь и снижали запреградную травму до допустимого предела.

Вообще,например в РФ существует 4 степени запреградных травм:
  • 1-я – это потеря боеспособности на несколько секунд после поражения без обязательного лечения.
  • 2-я – на несколько минут с обязательным медицинским обследованием после поражения.
  • 3-я – вывод из строя с лечением в стационаре.
  • 4-я – вывод бойца из строя с высокой вероятностью инвалидности и летального исхода.

При условии непробития бронежилета при его сертификации допускается травма не выше 2-й степени. Так вот, для снижения запреградной травмы, за жесткой металлической пластиной должна быть амортизирующая прокладка (обычно КАП – конвекционно-амортизирующая прокладка, кроме снижения удара пластиной бронника еще и вентилирующая подбронежилетное пространство). При этом допускается максимальный прогиб бронника внутрь тела – у нас не более 22мм. Для надежной защиты тела от прогнувшейся пластины толщина КАП должна быть не менее 30мм. При попадании пули не в центр, а в край пластины запреградная травма значительно сильнее. В частности, при попадании пули ПМ в 10 см от края пластины степень травмы 1.2, а в 5см – уже 2.4 [2], что превышает допустимые параметры. Поэтому следует стремится к максимально-возможному увеличению размеров пластин и усилению КАП на их краях.

При пробитии бронежилета в рану кроме частей пули проникаю также и элементы бронезащиты, в частности керамическая пыль и металлические осколки. Особо опасно пробитие стальной пластины с выбивание пробки, что бывает при ее толщине менее 0,4 диаметра пули (3,5мм для 7,62мм). При этом пробка с большой скоростью внедряется в тело, оставляя свой собственный раневой канал, а пуля, частично заторможенная, но не лишенная рубашки, начинает разворачиваться в теле сразу после пробития бронежилета. Вместе с наложением запреградной травмы от изогнутой пластины это приводит к значительному усилению поражения по сравнению со случаем, когда бронезащиты нет. Поэтому ранения после пробития легких противопульных бронежилетов винтовочными и автоматными пулями тяжелее, нежели ранения теми же пулями, но без бронежилетов. Однако при правильной конструкции бронежилета даже при пробитии тяжесть ранения снижается. Это достигается разрушением оболочки пули о твердый передний слой, что приводит к тому, что пробивает не вся пуля, а лишь ее сердечник, расплющенный и заторможенный. Пробки не получается (при толщине стального листа больше 3,5мм для 7,62мм калибра), пробитие идет методом прокола, а мелкие осколки удерживаются подбоем из кевлара. Запреградное действие за счет больших габаритов бронепластины пластины и применения КАП снижается и распределяется на большую площадь. В результате человек получает ранение маленьким кусочком стали или твердого сплава диаметром 2-4мм массой 1-2г и движущимся со скоростью 300-400м/c, что равносильно ранению осколком гранаты.

Согласитесь, это не 7,62мм пуля массой 8-10г и летящая со скоростью 700-800м/с. Однако, при обстреле пулями больших калибров (.338, .408, .50), тяжесть ранения также может увеличится.  Кроме поражения пулями и осколками существует еще и поражение ударной волной. Мягкие бронежилеты от нее не защищают никак, а бронники с пластинами снижают поражение на 20-30%. Однако следует учесть, что разные части тела человека уязвимы для ударной волны по разному. Наиболее уязвимы головной мозг и легкие, менее уязвимы объемные внутренние органы (печень, почки) и наименее уязвимы конечности. Если распределить уязвимость по 10-ти балльной шкале, то уязвимость головы и легких будет 9-10, почек, печени и др. внутр. органов 5-6, а конечностей около 1 балла . Поэтому, для надежной защиты тела человека от ударной волны, необходим бронежилет жесткой конструкции по типу панциря, жестко соединенный с шлемом по типу водолазного костюма. Только это даст возможность действительно серьезно снизить поражаемость человека ударной волной.

В случае каски обычного типа при любом бронежилете ударная волна заходит в шейный зазор между бронником и каской и наносит поражение головному мозгу снизу, что приводит к развитию гематом, случае мощной волны смертельных, даже при непоражении остального тела.  Отдельно стоит сказать о защите от мин нажимного действия. Даже при применении бронестелек удар снизу по стопе вызывает компрессионный перелом ноги и тяжелые травмы суставов, что выводит бойца из строя даже при непоражении стопы. Выход может быть найден в применении либо амортизирующих подкладок большой толщины, от которых ударная волна мины уходит в бок, либо в разгружении ноги экзоскелетом, который и будет воспринимать удар всякого рода “поминалок”. Однако до создания бронекостюма с элементами экзоскелета еще далеко и вопрос остается открытым.

5. ЭРГОНОМИКА И ЭКСПЛУАТАЦИЯ

По эргономике (удобству использования) СИБЗ следует отметить три основных фактора: масса и центр тяжести СИБЗ, линейные размеры и теплозащита.   Масса бронежилета или каски непосредственно влияет на эргономику: чем больше масса, тем тяжелее и неудобнее носить. Но кроме собственно массы имеет значение ее распределение по телу СИБЗ, нахождение центра тяжести (ц.т.) относительно человека, а также наличие специальных разгрузочных приспособлений, рационально распределяющих нагрузку на тело.

При перевешивании какой-то из сторон броника (или шлема), или при повышенном давлении на отдельные части тела (когда броник висит на плечах) наблюдается уменьшение удобства ношения, и, как следствие, быстрая утомляемость и снижение боевых показателей бойца. Однако, если перекос уравновешивается другими средствами экипировки (например перевес броника вперед компенсирует перевес рюкзака назад), то может наблюдаться даже увеличение работоспособности. Поэтому при проектировании СИБЗ необходимо стремится к максимальному уменьшению его массы, к уравновешиванию ц.т. по отношению к ц.т. человека (учитывая влияние остальной экипировки), а также введению дополнительных разгрузочных систем.

Наиболее комфортно дополнительный вес воспринимается, если он максимально близко располагается к ц.т. человека и лежит на наименее подвижных частях тела (для уменьшения инерционных моментов при движении). Этим условиям отвечает расположение веса на поясе с упором в кости таза. Поэтому старинные латные доспехи имели специальный отогнутый воротник в районе пояса, который позволял “ставить” кирасу на кости таза, что минимально снижало подвижность. Также все современные туристические рюкзаки имеют широкий разгрузочный пояс, выполняющий туже функцию. За счет этого обычный человек может часами нести рюкзак массой 25-30кг, в то время как без этого пояса масса его лежала бы на плечах и турист “сдох” бы через пару километров.

Также необходимо уменьшить “болтанку” бронежилета или шлема, т.к. создающиеся при этом инерционные силы не только быстро утомляют человека, но и могут вызвать травму, например растяжение мышц или связок шеи или спины, а также сдавливание межпозвонковых дисков. Поэтому же при движении (беге, переползании) с дополнительным весом необходимо очень плотно “пригнать” к телу все “навесное оборудование”, а также стремиться как можно меньше двигать центр тяжести – плавно вставать и опускаться, а при беге не “прыгать”, ведя таз на одной высоте от земли, не забывая про амортизацию полусогнутыми ногами – не “печатать” шаг и не стучать пяткой. Если не соблюдать эти правила, то суставы могут удивительно быстро выйти из строя и после коротенькой пробежки в полной выкладке, или спуска с крутой горочки из-за болей в коленях и спине боец может потерять боеспособность.

Линейные размеры СИБЗ влияют на боеспособность тремя факторами. Они уменьшают подвижность, затрудняют движения и обзор (в случае шлема и воротника). Для компенсации этого необходимо располагать СИБЗ максимально близко к телу (например броник носить не поверх ватника, а под ним) и рационально конструировать и располагать мягкие и жесткие бронеэлементы. Для этого при разработке нужно узнавать пожелания бойцов, эксплуатирующих СИБЗ, а разработчики должны сами выполнять стандартные боевые упражнения в “полной выкладке”, чтобы на личном опыте понять, что удобно, а что нет, а также привлекать к разработке медицинских специалистов (физкультурников, остреопатов, хирургов и др. специалистов) и статистику.

Отдельно необходимо остановиться на теплоизоляционном действии бронежилетов. За счет малой теплопроводности арамидных волокон, композитов и керамики, а также затруднения движения воздуха в поджилетном пространстве, бронежилет действует наподобие свитера, обмотанного пленкой. Поэтому на морозе он увеличивает работоспособность, а в жару резко ее снижает. Причем отмечается обильное потоотделение, что приводит к повышенному расходу воды военнослужащими при действиях в условиях жаркого климата.

Во избежание обезвоживания приходится увеличивать носимый запас воды, а также придумывать специальные системы для непрерывного питья (типа НАТОвского “кэмелбэка”, или отечественного самодельно аналога из пластиковой бутылки и капельницы). Поэтому, для снижения теплоизолирующего действия бронежилетов уменьшают площадь их защиты, а также вводят специальные вентилирующие системы. В случае общевойсковых броников эти системы представляют собой простые полосы из “пенки” толщиной 20-30мм , пришитые вертикально к внутренней поверхности броника с зазором в те же 20-30мм между собой.

Эта система кроме вентиляционного выполняет еще и амортизирующее действие и называется КАП (см выше п.4). В случае же тяжелых костюмов для разминирования с большой площадью защиты применяется активная вентиляция с помощью собственно вентилятора.

В изолирующих скафандрах применяется специальная сложная система, заключающаяся в собирании пота человека и использовании его части для распыления при впуске свежего воздуха из баллонов, что приводит к охлаждению внутрискафандрового пространства. Теплоизолирующие свойства шлема проявляются слабее вследствие свободного движения воздуха между корпусом шлема и подвесной системой, на которой он крепится.

Эксплуатация бронежилетов

Как отмечалось в вышеуказанных работах , военнослужащие обычно слабо знакомы с устройством и принципами функционирования СИБЗ. Статистика использования СИБЗ в Афгане и Чечне приводилась выше, в п.1. Для ликбеза по бронежилетам в работе рекомендуется пришивать к внутренней поверхности бронежилета табличку с руководством по эксплуатации и характеристиками бронежилета.

При опросе военнослужащих выяснилось, что молодые бойцы, не имевшие опыта использования бронежилетов в БД, хотели бы иметь противопульный бронежилет, защищающий от автоматных и винтовочных пуль. Более опытные же, эксплуатировавшие во время тренировок и БД малой интенсивности, предпочли бы легкие противоосколочные, как менее утомляющие и снижающие подвижность. Опытные бойцы и офицеры выбрали бы бронежилет с разной степенью защиты и массой в зависимости от задачи. При этом общие требования можно свести к бронежилету массой 5-6 кг, защищавшему от автоматных и винтовочных пуль в упор спереди и желательно с боков, и противоосколочному со всех сторон. При этом большинство бойцов отрицательно относятся к воротнику, как мешающему движению, прикладке и стрельбе, особенно лежа (т.к. каска, упираясь в воротник, сползает на глаза). Также мало кто любит навесную защиту паха по тем же причинам – мешает движению, а также может ударять по телу при резких движениях (спешивании с бронетехники, залегании и т.д.). Это приводит к тому, что в БД часто воротник и защиту паха снимают и не носят. Однако защита шеи и паха важна, т.к. поражение бойца в эти части тела нередко приводит к летальному исходу. Поэтому конструкторам СИБЗ необходимо уделить внимание их разработке с учетом эргономики, а не только массы, степени защиты и технологичности.

Кроме бронезащитных функций броники могут выполнять еще и функции транспортно-разгрузочного приспособления и маскировки. Как уже говорилось выше, в ходе Первой чеченской кампании выяснилось, что с “разгрузками” в армии дело обстоит неважно, а подсумки и подгранатные сумки неудобны и плохо сочетаются с бронежилетом. Поэтому было решено в новых бронежилетах сделать кармашки под магазины и гранаты, а сами бронежилеты (и шлемы) покрывать камуфлированной тканью.

Отдельно необходимо упомянуть о таком свойстве бронежилета, как снижать страх ранения бойца в бою, что дает ему возможность думать и действовать более спокойно и повышает его эффективность. В ходе эксперимента, в котором над головами курсантов вели огонь из пулеметов боевыми патронами, было выяснено, что у курсантов без бронежилетов эффективность огня из-за мандража снижалась на треть, а в бронежилетах – на 4%. Милиция в бронежилетах действует более агрессивно и напористо, что также повышает ее эффективность .

Каски для постоянного ношения по пожеланиям военнослужащих должны быть массой не более 1кг и не мешать обзору и стрельбе. Однако при подобных требованиях к массе обеспечить требуемый уровень защиты головы и шеи (от автоматных пуль) не представляется возможным, поэтому вопрос создания эффективного общевойскового шлема остается открытым.

При рассмотрении вопроса эксплуатации СИБЗ необходимо не забывать о том, что кроме носки в бою бронники и каски необходимо еще в чем-то возить, где-то хранить, чем-то чинить и чистить. Поэтому при их разработке необходимо предусматривать сумки и чехлы для переноски и хранения, инструкции по ремонту и ремкомплекты, а также облицовывать бронеэлементы прочными, износостойкими и легкомоющимися материалами.

6. ВИДЫ СИБЗ

Сегодня основными видами СИБЗ являются бронежилеты, каски (шлемы), а также щиты.

Из описанных в п.2 типов бронежилетов мы рассмотрим три:
  1. милицейский (в общем случае гражданский)
  2. армейский
  3. специальный штурмовой
Каски будут рассмотрены 2-х типов:
  1. общеармейские постоянного ношения
  2. штурмовые специальные

Щиты рассматривать не буду – с ними все боле ли менее понятно и так.   Милицейский бронежилет (да и вся подобная техника МВД) подробно описан в “СИБЗ” Сильникова , так что, если кому надо, может посмотреть подробнее в этой книге.

Если же кратко. Особенности условий эксплуатации милицейского бронежилета: необходимость длительного ношения, перемещение в большинстве случаев стоя, возможность обстрела из малогабаритного оружия с любого направления, максимальный необходимый уровень защиты – 3-й. Самое опасное, что может встретится милиционеру на пути – это АКСУ или обрез охотничьего ружья. Основную же угрозу (согласно статистике до 70%) составляет пистолет ТТ, имеющий пулю со стальным сердечником. Поэтому, милицейский (да и вообще любой гражданский) бронежилет обязательно должен обеспечивать круговую защиту от ТТ, и желательно от АК в упор спереди-с боков.

При этом он должен быть скрытого ношения, чтобы снизить вероятность прицельной стрельбы в голову, а также чтобы не привлекать к оперативнику (или инкассатору) внимание. Посему западные легкие бронежилеты, рассчитанные на обстрел из пистолетов мягкими пулями, в российских условиях не подходят, ибо у нас у криминалитета на вооружении в основном военные образцы оружия под патроны со стальным сердечником (ТТ, ПМ, АКСУ), либо обрезы охотничьих ружей, от которых мягкий кевларовый броник слабая защита. На западе применение войскового оружия в криминальной практике – нонсенс (в США так было до Иракской войны 2003г, после которой многие банды “приняли на вооружение” АК-47), поэтому полицейские и гражданские бронежилеты там не рассчитаны защиту от него.

По сравнению с милицейским армейский бронежилет используется в других условиях и поэтому имеет другую компоновку. Особенности условий эксплуатации армейского бронежилета: желательно длительное ношение в течении всего светового дня, ведение БД как в положении стоя, так и сидя и лежа, возможность поражения осколками с любого направления и четкая дифференциация направления вероятного обстрела из стрелкового оружия (максимальна вероятность спереди стоя +-40градусов, меньше с боков и сверху, минимальна сзади), применение в основном оружия под винтовочный и промежуточный патрон, что требует как минимум 3-го класса защиты ЖВО с наиболее вероятных направлений обстрела, желательный уровень защиты – 6-й.

Отечественные бронежилеты представлены двумя поколениями. 6Б2-6Б5 относятся к первому, разработанному в СССР с 1979 по 1985г, а 6Б11-6Б19 – к второму, разработанному в начале 2000-х годов уже в РФ. Ссылка на историю: www.niistali.ru/article/ article_03.htm. 6Б2 относится к противоосколочным, а 6Б3-6Б5 – к противопульным. Главным недостатком этих бронежилетов можно считать отсутствие защиты с боков. Также отсутствие разгрузочной системы проводило к тому, что они “висели” на плечах и сильно утомляли военнослужащего.

Отдельно хотелось бы остановиться на конструкции разработанного в 1985г бронежилета 6Б5 – последнего из 1-го “советского” поколения. В первом поколении бронежилетов для усиления тканевой защиты применялись пластины размером где-то 9х13см. Так вот, если в предыдущих бронежилетах пластины были зашиты в ткань, но в 6Б5 они размещались в специальных кармашках и могли оттуда извлекаться для смены или замены. Для общеармейских задач модульность конструкции бронежилета 6Б5, заключающаяся в возможности регулировать степень защиты сменой пластин, не оправдала себя. Выяснилось, что бойцы часто самостоятельно изменяли степень бронезащиты, вынимая пластины с тыльной стороны бронежилета в целях его облегчения и уравновешивания, после чего вынутые пластины нередко терялись.

Во избежание этого командиры зашивали кармашки под пластины, чем сводили эффект от модульности к нулю. Также, возможность того, что при осложнении обстановки, бойцы будут снимать бронежилеты и менять пластины, весьма мала. Обычно бронежилеты стандартно снаряжались комплектом противопульных пластин и во время боя не модифицировались.   Поэтому в современных общеармейских бронежилетах 6Б11-6Б13 пластины не быстросменные, хотя существует определенная унификация в конструкции бронежилета – в одну тканевую основу в зависимости от типа бронежилета вставляются пластины разной толщины.

Кроме того, вместо множества пластин, наложенных друг на друга по типу чешуи, в них применяются монолитные пластины, т.к. они лучше держат удар, снижают запреградную травму и меньше весят вследствие отсутствия перекрытий между пластинами.

Кроме них у нас сейчас приняты на вооружение бронежилеты с положительной плавучестью 6Б19 и скрытого ношения 6Б18 для командного состава. Основным недостатком отечественных бронежилетов является слабая защита с боков и плеч сверху. Поэтому при стрельбе лежа, когда передняя пластина лежит на земле, а задняя сверху, бронежилет крайне слабо защищает военнослужащего не только от пуль, но и от осколков, которые могут легко залетать подмышку и поражать ничем не прикрытые легкие. Для нейтрализации этого применяют шейно-плечевую накладку, вводят дополнительные пластины с боков, а также специальные “наплечники”, закрывающие не только плечи, но и верхнюю часть корпуса с боков.

Правда, в РФ наплечники в комплект войскового бронежилета не входят.   Отдельно хочется остановиться на понятии Жизненно-важных органов (ЖВО). Это те органы, поражение которых с высокой долей вероятности ведет к летальному исходу. ЖВО на теле человека были разработаны в ВоенМеде и представлены на специальных картинках. Они включают в себя большую часть корпуса, верх груди, весь позвоночник, шеи и голову. Конечности и область таза в них не входит. Однако согласно статистике 68% ранений приходятся в конечности, 12% в голову и шею и 20% в корпус. При этом на ранение области живота и таза приходится 2% ранений. При этом к смерти в 44% приводили ранения в голову и шею, столько же в корпус, а поражение конечностей к летальному исходу приводило в 12% случаев. На лицо тот факт, что ранение в голову и шею в 20 раз чаще приводит к смерти, нежели ранение в конечности, а в корпус – в 13 раз. При этом площадь головы человека по отношению к телу составляет менее 8%, однако в него приходится 12% ранений. Площадь живота и таза в 2 раза больше, а ранений в него в 6 раз меньше. Это объясняется тем, что в бою все стараются укрыться в окопах или развалинах, но для ведения огня вынуждены высовывать из укрытия и подставлять под огонь противника руки, голову, шею и верх груди.

Понятно, что защита этих частей тела очень важна, т.к. на нее приходится около двух третей смертельных ранений. Однако и ранение в конечность к летальному исходу приводит в 18% случаев, хотя конечности в зону ЖВО не входят и человек может жить вообще без них. Причиной этого в основном является болевой шок и кровопотеря. Кроме этого, в безвозвратные потери идут не только убитые, но и искалеченные, доля которых составляет около 20% раненных. Поэтому защита плечей, колен и бедер хотя бы от осколков весьма желательна.

Штурмовые бронежилеты представляют собой тяжелые бронники с защитой плеч, паха, а иногда еще рук и ног, что составляет уже не бронежилет, а бронекомплект. Используются они физически хорошо подготовленными бойцами ограниченное время, необходимое для проведения штурма, весят много (до 30 кг) и в принципе выполняют свою функцию (защиту военнослужащего в краткосрочном, но очень интенсивной огневом контакте). Но есть одно но. Если рассматривать не отдельно бронежилет, но всю систему бронирования бойца целиком, то в ней выявляется серьезная брешь. Это защита головы и шеи. Выше приводились данные, что 44% смертей идут от ранений в голову и шею. Если штурмовых бронежилетах при тяжелом шлеме (массой 3,5-4кг) и воротнике защита головы и лица соответствует 2 к.з., а шеи – 1к.з., то в армейских голова защищена только по 1му классу (иногда со лба по 2му), а шея и лицо не защищены никак по описанным в п.5 причинам. Т.е., даже спецназ, идущий на штурм, не защищен даже спереди от попадания автоматных пуль в область головы и шеи. А в условиях боя в здании (т.е. обстрела из автоматического оружия с предельно близких дистанций) вероятность поражения головы возрастает с общевойсковых 12% где-то до 30%. Поэтому проблема защиты головы и шеи остается открытой и над ее решением бьются во многих странах мира, на сегодняшний день с весьма ограниченным успехом.

7. ПРОБЛЕМЫ И ТЕНДЕНЦИИ

Основные проблемы в создании описаны в статье В.А.Григоряна “Защита бойца. Какие перспективы?”. Ссылка: ООООО

Приведу оттуда этот список:
  1. Обеспечение эффективной защиты конечностей;
  2. Повышение защищенности головы (лица) и шеи. Уровень этой защиты, особенно в условиях ведения “снайперской войны” и в ближнем бою, не выдерживает никакой критики;
  3. Повышение защищенности от действия ударной волны, нелетального и химического оружия;
  4. Снижение заметности бойца в основных диапазонах длин волн: оптическом (включая лазерные средства), радиолокационном и тепловом.

Кроме этого, техническую сложность представляет собой обеспечить необходимый уровень защищенности (от винтовочных пуль спереди, от автоматных с боков и противоосколочный со всех сторон) при нормальном закрытии жизненно-важных органов и соблюдении требуемой массы (желательно 5-6 кг). Подобные бронежилеты (4-5к.з. спереди, 3й сбоку, 2й сзади, площадь 45-55дм2) при современном уровне развития материалов весят свыше 15кг, что явно не вписывается в понятие “бронежилет постоянного ношения”. А появление новых бронебойных патронов вызывает дополнительные сложности, хотя нужно заметить, что у нас эти патроны по экономическим причинам в основном остаются в НИИ и в войска не поступают (кроме может быть “Альфы” и “Вымпела”), а на западе они распространены значительно меньше.

Отдельно необходимо остановиться на защите головы и шеи

Даже современные штурмовые шлемы (см ссылку ООООО) 2-го класса защиты весят от 3,5 до 4,5кг в зависимости от конструкции и площади защиты. При учете того, что на шлем ставится дополнительное навесное оборудование (типа очков НВ и радиостанции), шлем 3-го класса защиты должен весить при той же площади защиты весить около 7-8 кг. Понятно, что дольше 5-10 минут без снижения боеспособности такой шлем носить невозможно. При этом по запреградной травме он от автоматных пуль защитить не может, т.к. даже при условии непробития от удара ломается шея. Кроме того, наличие забрала делает прицельную стрельбу из оружия со стандартной прикладной невозможной и вызывает необходимость вести огонь с инстинктивным прицеливанием и направлением по стволу, что снижает эффективность огня.

Забрало, выполненное целиком из прозрачной брони, будет весить около 4 кг при 3 к.з., а имеющее только окошко снижает обзор. Шея также защищается не полностью из-за необходимости иметь зазор между шлемом и броневоротником для вращения головой, а также для стрельбы стоя вверх (по верхним этажам) и лежа. Опять же остается проблема защиты от ударной волны.  Отсюда видно, что создание шлема 3к.з., держащего автоматную или ружейную пулю, представляет собой определенные трудности. Поэтому, хотя во многих странах ведутся работы по созданию подобных бронесистем, в настоящее время основной упор сделан в основном на противоосколочную защиту и максимальное облегчение всей экипировки в целях внедрения практики постоянного ношения СИБЗ. Бронежилеты оснащаются крупными пластинами, у нас спереди и сзади с маленькими пластинками по бокам, на западе – крупными с боков и спереди на груди, иногда с плечевыми накладками.  Шлемы в основном противоосколочные, максимально 2к.з., обычно только спереди и с боков, массой менее 1кг. Оснащаются они креплениями под очки НВ, а также шлемофоном и радиостанцией.

В условиях боя в зданиях бойцы часто глохнут и теряется возможность ими управлять. При наличии защитных наушников и индивидуальной радиостанции возможности управления подразделениями в бою значительно улучшаются. Вместо забрал применяются защитные очки, защищающие глаза от пыли, камней и мелких осколков.  Таково современное состояние развития СИБЗ, бронежилетов и защитных шлемов. В следующей части заметки будет рассмотрены возможные варианты развития этой отрасли, а также то, как это может повлиять на тактику и оружие будущих конфликтов.

Продолжение здесь

Автор Смирнов Василий

Источник