Актуальные вопросы разработки и применения бронезащитных и конструкционных композитных материалов

В столице Дагестана состоялась XXIII Конференция «Актуальные вопросы разработки и применения бронезащитных и конструкционных композитных материалов».

Конференция проводилась под эгидой Российской академии ракетных и артиллерийских наук (РАРАН). В мероприятии участвовали ведущие учёные, специалисты композитной отрасли и представители федеральных органов исполнительной власти Российской Федерации.

В течении нескольких дней были рассмотрены не только проблемы создания и эксплуатации средств индивидуальной бронезащиты, но в значительной степени проведена оценка эффективности композитов в специальной и военной технике, при бронировании автомобильных, железнодорожных и авиационных средств.

Из новых научно-технологических направлений на конференции всесторонне развивалась идея создания гибридных композитов на основе сверхвысокомолекулярных полиэтиленовых СВМПЭ и арамидных волокон, стеклянных волокон и микросфер, полимерных волокон и керамики – в ряде случаев наблюдается явление синергии физико-механических характеристик.

Среди заслушанных докладов выступление научных сотрудников Акционерного общества «НПО Стеклопластик имени Николая Николаевича Трофимова».

Зав. лабораторией научно-производственного комплекса «Композит» АО «НПО Стеклопластик» Беляева Евгения Алексеевна выступила с темой доклада «Поисковые исследования по импортозамещению полимерной композиции для СВМПЭ-композитов (UD) на основе СВМПЭ-нитей высокого текс».

«Мировой и наш собственный опыт по созданию баллистически стойких СВМПЭ-композитов показал, что преимущество над широко применяемыми арамидными броневыми композитами имеет место лишь в случае нетканых СВМПЭ-композитов, изготовленных по типу структур UD. Поэтому в период с 2018 года по настоящее время АО «НПО Стеклопластик» проводятся исследования по разработке тканых и нетканых СВМПЭ-композитов, с использованием СВМПЭ-волокон различного текс и составов разработанных нами связующих на основе сырьевой базы отечественного производства», - отметила Беляева Евгения Алексеевна.

Напомним, в материалах предыдущих конференций авторами были представлены основные результаты исследований по разработке многофункциональных СВМПЭ-композитов отечественного производства, включая результаты совместных работ трех организаций: НПК «Композит» АО «НПО Стеклопластик», АО «ВНИИСВ» и АО «ЦВМ «Армоком» по изготовлению и испытанию на противоосколочную стойкость.

Для коллег - участников конференции были показаны нюансы образцов СВМПЭ-композитов, изготовленных на основе тканей саржевого переплетения и на основе однонаправленных препрегов – «шпонов», изготовленных в НПК «Композит» АО «НПО Стеклопластик» по препреговой технологии и в АО «ЦВМ «Армоком» намоточно-компрессионным методом.

Участникам конференции представлен согласованный вывод специалистов с учетом экономических критериев.

«В 2024 году мы вернулись к отработке процесса получения и переработки составов на основе водных акриловых дисперсий и водных полиуретановых дисперсий – к отработке составов на их основе и изучению баллистических свойств соответствующих КМ», - акцентирует представитель АО «НПО Стеклопластик».

В последнее время резко возросла востребованность в СВМПЭ КМ – на основе однонаправленных препрегов – «шпонов»: лент, полотен как в специальных, так и гражданских областях применения для защиты живой силы и ответственных деталей гражданской и военной техники, включая военные машины КАМАЗ, малые разведывательные летательные аппараты, робототехнические комплексы и другое.

Стоит отметить, что некоторые российские предприятия производят эту продукцию по китайской технологии, на китайском сырье и оборудовании.

«В рамках программ по импортозамещению, перед нашим предприятием была поставлена задача заменить пропиточные полимерные составы «Soft» и «Hard» на отечественные, без снижения баллистических показателей СВМПЭ-композитов на основе UD – препрегов. Коэффициент К СВМПЭ-композитов (UD) образцов, изготовленных по китайской технологии на основе разработанных отечественных компаундов, превышает ранее достигнутый международный уровень на 25-30%», - акцентируют специалисты «НПО Стеклопластик».

Директор научно-исследовательского комплекса «НИК СКМ» АО «НПО Стеклопластик» Лев Владимирович Плешков выступил с докладом «Механические характеристики композитов на основе армирующих материалов высокопрочных, высокомодульных стеклянных волокон».

Он рассказал, что первые образцы композитных материалов на основе стеклянных волокон, как дополнительная защита к основной стальной броне, были изготовлены во ВНИИСПВ АО «НПО Стеклопластик» в конце 60-х годов прошлого века. Уже в те годы было освоено промышленное производство комбинированной лобовой брони с промежуточным слоем из стеклотекстолита для танка Т-64. В те же годы была разработана серия стекловолокнистых композитов, которые использовались для изготовления броневой защиты судов ВМФ (стеклопластики марки ПСТЭТ) и различных образцов тяжелой военной техники (стеклопластики марки СТБ).

Разработанный в 70-х годах композитный материал СТБ-3-02 позволил снизить массу бронезащиты танка Т-72 почти на 30%, по сравнению с цельнометаллической. Танки Т-64Б поздних годов выпуска, а также танки Т-72Б и Т-80У с 1982 года получали совершенно новую комбинацию брони – сталь + стеклотекстолит + сталь + стеклотекстолит + сталь.

В настоящее время во многих странах производятся бронеавтомобили, корпуса которых полностью изготовлены из неметаллических материалов: стеклопластика и керамики. Так, например, американская компания FMC, еще в 90-х годах провела испытания боевой машины пехоты M2 Bradley, защита которой представляла собой единую деталь из армированного стекловолокном композита. Это позволило, сохранив уровень баллистической защиты как у штатной БМП М2А1, снизить массу корпуса более чем на четверть, а конкретно на 27%.

Как показали исследования, при изготовлении композитной брони использование высокопрочных, высокомодульных стеклянных волокон не только заметно повышает эффективность броневой защиты, но и существенно улучшает упруго-прочностные характеристики композита, что позволяет использовать его и как конструкционный материал с высокими механическими свойствами.

Плешков подробно рассказал коллегам характеристики стеклянных волокон различного типа от АО «НПО Стеклопластик». Например, сравнительные механические характеристики эпоксидных композитов на основе стеклоткани Т-10-80, изготовленной из стеклянных волокон различного состава.

Он отметил, что в настоящее время большинство производителей броневой военной техники для изготовления композитных элементов баллистической защиты используют армирующие материалы на основе высокопрочных, высокомодульных волокон, получаемых из магнийалюмосиликатных стекол.

Отечественные предприятия в качестве армирующего наполнителя для изготовления броневых стеклопластиков также используют армирующие материалы на основе высокопрочных высокомодульных стеклянных волокон с высокими механическими характеристиками.

Ученые, инженеры и конструкторы, приехавшие на конференцию, делились разработками, находками, цифрами и выводами… дискутировали, спорили и главное, как отмечают организаторы, выполнили главную задачу рабочей встречи, которая заключается в укреплении и развитии научного направления создания композитных материалов и их активного внедрения.