Производственный процесс бронешлемов

I. Выбор сырья: заложение прочного основания для безопасности

Эффективность защиты бронешлема начинается с выбора сырья на начальном этапе, когда каждый тип исходного материала проходит строгий многомерный отбор. Основной защитный слой изготавливается из сверхвысокомолекулярного полиэтилена (UHMWPE) или арамидных волокон — материалов, сочетающих высокую прочность и легкий вес. Их прочность на растяжение может достигать 15 раз по сравнению с обычной сталью, при этом их плотность составляет лишь 1/8 от плотности стали, что минимизирует вес шлема при сохранении способности блокировать воздействие снарядов.

Вспомогательные материалы также тщательно подобраны: амортизирующая вставка изготовлена из поролона с открытой ячейковой структурой высокой плотности, который обеспечивает как поглощение энергии, так и воздухопроницаемость; покрытие внешней оболочки выполнено из износостойкого и коррозионностойкого полиуретанового материала, прошедшего испытания на старение под воздействием ультрафиолета, чтобы гарантировать отсутствие отслаивания при длительном использовании. Все исходные материалы сертифицированы независимыми испытательными лабораториями, а их физические характеристики соответствуют национальному стандарту GB 2811-2019 и международным требованиям защиты по классу NIJ Level IIIA.

Основной производственный процесс: превращение волокна в броню

1. Предварительная обработка волокна и ткачество

Сначала волокна сырья проходят обработку при низкой температуре с удалением влаги и приданием формы, чтобы удалить влагу и улучшить равномерность волокон, предотвращая концентрацию напряжений на последующих этапах обработки. Затем они поступают в компьютеризированное 3D-ткацкое оборудование, где применяется пятиосная техника ткачества — продольные, поперечные и диагональные нити переплетаются, образуя трёхмерную сетевую структуру. По сравнению с традиционным 2D-ткачеством такая структура повышает ударопрочность защитного слоя на 30 %, эффективно рассеивает силу удара снаряда и предотвращает локальное растрескивание. В процессе ткачества оборудование в режиме реального времени контролирует натяжение нитей, ошибка которого поддерживается в пределах ±0,5 Н, обеспечивая равномерную плотность каждой части ткани.

2. Формовка: Точное создание защитной формы

После ткачества волокнистая ткань нарезается и укладывается слоями в соответствии с заранее заданным количеством слоев (обычно 16–24 слоя, в зависимости от уровня защиты), после чего помещается в специальную форму для формования в автоклаве. Параметры процесса были оптимизированы в результате тысяч испытаний: скорость нагрева контролируется на уровне 5 ℃/мин, давление поддерживается в диапазоне 1,2–1,5 МПа, а этап изотермической выдержки (120–140 ℃) длится 90 минут, чтобы обеспечить полное пропитывание волокон смолой и её отверждение. Форма изготовлена из алюминиевого сплава авиационного класса с точностью ±0,1 мм, что позволяет точно воспроизводить обтекаемую конструкцию шлема — обеспечивая плотное прилегание при ношении, снижение аэродинамического сопротивления и исключение рисков концентрации напряжений на острых краях. После формования применяется процесс быстрого охлаждения с использованием жидкого азота, что увеличивает степень кристалличности материала и дополнительно повышает защитные свойства.

3. Точная обработка и интеграция компонентов

Заготовка шлема проходит этап точной обработки: сначала с помощью станков с ЧПУ выполняется шлифовка краев для удаления заусенцев и обеспечения гладких, без острых выступов кромок; затем проводится обработка поверхности, включающая дробеструйную очистку для удаления ржавчины и электростатическое напыление, при этом толщина покрытия контролируется в пределах 0,8–1,2 мм, обеспечивая противоскользящие, износостойкие и маскирующие свойства. Амортизирующая подкладка изготавливается по технологии 3D-резки, имеет форму, соответствующую контуру головы на основе эргономических принципов, и оснащена несколькими встроенными модулями поглощения энергии, которые быстро поглощают энергию при ударе и снижают ускорение головы. В завершение осуществляется сборка компонентов: устанавливаются ударопрочные поликарбонатные щитки (с коэффициентом светопропускания ≥95 %, способные выдерживать высокоскоростные летящие осколки), регулируемые ремешки и пряжки. Все компоненты прошли испытания на растяжение и усталостные испытания, что гарантирует прочность соединений и надежность в использовании.