Виробничий процес куленепробивних шоломів

I. Вибір сировини: закладення міцного фундаменту безпеки

Захисні властивості куленепробивного шолома починаються з вибору сировини на етапі походження, де кожен тип сировини проходить ретельний багатовимірний відбір. Основний захисний шар виготовлений із волокон ультрависокомолекулярного поліетилену (UHMWPE) або арамідних волокон — матеріалів, які поєднують високу міцність і легкість. Їх межа міцності на розрив може досягати 15 разів більше, ніж у звичайної сталі, тоді як їхня густина становить лише 1/8 від густини сталі, що мінімізує вагу шолома при блокуванні пострілів.

Допоміжні матеріали теж ретельно підібрані: амортизуюча вставка виготовлена з високощільної пористої піни, яка забезпечує як поглинання енергії, так і повітропроникність; покриття зовнішньої оболонки виконане з зносостійкого та корозійностійкого поліуретанового матеріалу, що пройшло випробування на ультрафіолетове старіння, щоб запобігти відшаруванню під час тривалого використання. Усі сировинні матеріали мають сертифікати від сторонніх випробувальних установ, а їх фізичні показники відповідають національному стандарту GB 2811-2019 та міжнародним вимогам захисту NIJ рівня IIIA.

Основний виробничий процес: перетворення волокна на броню

1. Передобробка волокна та ткацтво

По-перше, волокна сировини проходять низькотемпературне осушення та формування для видалення вологи й покращення рівномірності волокон, що запобігає концентрації напруження на наступних етапах обробки. Потім вони потрапляють у комп'ютеризоване 3D-ткацьке обладнання, де застосовується п'ятиосьовий процес ткацтва — основа, уток і діагональні нитки переплітаються, утворюючи тривимірну сіткову структуру. У порівнянні з традиційним 2D-ткацтвом ця структура збільшує ударну міцність захисного шару на 30%, ефективно розподіляє силу удару снаряду та запобігає локальному розтріскуванню. Під час процесу ткацтва обладнання у реальному часі контролює натяг ниток, похибка якого контролюється в межах ±0,5 Н, забезпечуючи рівномірну густину кожного дюйма тканини.

2. Формування: Точне надання форми захисному елементу

Після ткацтва полотно з волокна нарізають і складають відповідно до заздалегідь встановленої кількості шарів (зазвичай 16–24 шари, залежно від рівня захисту), після чого розміщують у спеціальній формі для автоклавного формування. Параметри процесу були оптимізовані завдяки тисячам випробувань: швидкість нагріву контролюється на рівні 5 °C/хв, тиск підтримується на рівні 1,2–1,5 МПа, а етап витримки при постійній температурі (120–140 °C) триває 90 хвилин, щоб забезпечити повне просочення волокон смолою та її полімеризацію. Форма виготовлена з алюмінієвого сплаву авіаційного класу з точністю ±0,1 мм, що дозволяє точно передати обтічну форму каски — забезпечуючи щільне прилягання під час носіння, зменшуючи опір повітря та уникнення ризику концентрації напружень через гострі краї. Після формування застосовується процес швидкого охолодження рідким азотом, що збільшує ступінь кристалічності матеріалу та подальше підвищує захисні властивості.

3. Прецизійна обробка та інтеграція компонентів

Заготовка шолома після формування переходить на етап прецизійної обробки: спочатку за допомогою верстатів з ЧПК виконується шліфування країв для видалення заусенців і забезпечення гладких, без гострих виступів країв; потім проводиться обробка поверхні, включаючи дробоструменеве очищення для видалення іржі та електростатичне фарбування, при цьому товщина покриття контролюється на рівні 0,8–1,2 мм, щоб забезпечити протидію ковзанню, стійкість до зносу та маскування. Амортизаційна вставка виготовлена за технологією 3D-розкрою, спроектована з урахуванням ергономіки для точного повторення контурів голови, має кілька вбудованих модулів поглинання енергії, які швидко поглинають енергію при ударі й зменшують прискорення голови. Нарешті, виконується інтеграція компонентів: монтуються ударостійкі полікарбонатні щитки (з коефіцієнтом пропускання світла ≥95 %, здатні витримувати уламки, що рухаються на великій швидкості), регульовані головні ремені та застібки. Усі компоненти пройшли випробування на розрив і витривалість, щоб гарантувати міцне з'єднання та надійність у використанні.