Мощная динамическая защита в составе современной индивидуальной экипировки бойца представляет собой одну из самых перспективных и одновременно очень сложных технологических инноваций современного материаловедения и военной инженерии. Традиционно ассоциируемый исключительно с тяжелой бронетехникой, широко известный специалистам принцип направленного микровзрыва сегодня стремительно адаптируется под нужды пехоты. В условиях качественного скачка в развитии разнообразных средств поражения — от высокоточных снайперских комплексов до барражирующих кумулятивных дронов-камикадзе — классическая пассивная броня (керамика, кевлар, сверхвысокомолекулярный полиэтилен) вплотную приблизилась к пределу своей эффективности по соотношению веса и уровня защиты. Решением этого тупика эволюции бронежилетов становится концепция «активного ответа», способного кардинально изменить выживаемость бойца на поле боя XXI века.

Исторический экскурс: от танковой брони к нательному щиту

Идея противодействия снаряду с помощью контролируемого встречного взрыва родилась в середине XX века. Основоположником этой концепции в СССР стал советский ученый Богдан Войцеховский, предложивший в 1960-х годах концепцию динамической защиты (ДЗ). Практическое же применение технология впервые получила в Израиле (комплекс Blazer) во время Ливанской войны 1982 года, а затем была массово внедрена в советских вооруженных силах (комплексы «Контакт-1» и «Контакт-5»).

Долгое время адаптация ДЗ для экипировки человека считалась невозможной. Главным препятствием была разрушительная тыльная взрывная волна и осколки, которые гарантированно привели бы к гибели бойца. Однако миниатюризация компонентов, появление направленных кумулятивных микрозарядов и разработка демпфирующих композитных подложек в 2010–2020-х годах открыли дорогу для создания носимых элементов динамического противодействия.

Принцип действия: физика управляемого противовзрыва

Суть работы бронежилета с элементами динамической защиты кардинально отличается от простого улавливания пули. Конструктивно такой элемент состоит из внешнего сенсорного слоя, микрозаряда высокостабильного взрывчатого вещества и внутренней многослойной демпфирующей плиты.

1. Обнаружение и инициация: При контакте поражающего элемента (например, бронебойной пули или кумулятивной струи малогабаритной гранаты) с сенсором происходит мгновенный подрыв микрозаряда.
2. Импульсное воздействие: Взрывная волна и метаемая металлическая пластина элемента ДЗ движутся навстречу снаряду. Они дестабилизируют его траекторию, деформируют сердечник пули или «размывают» кумулятивную струю, лишая их пробивной способности.
3. Поглощение остаточной энергии: Ослабленный импульс гасится пассивной бронеплитой и анатомическим климатико-амортизационным подпором (КАП), минимизируя запреградную травму человека.

Современные примеры применения технологии

На сегодняшний день концепция индивидуальной ДЗ выходит из плоскости сугубо лабораторных испытаний:

• Защита от кумулятивных микро-БПЛА: Опыт современных локальных конфликтов показал, что операторы БПЛА часто атакуют пехотинцев в окопах сверху. Наплечные и спинные модули ДЗ в составе перспективных боевых экипировок эффективно рассеивают струю легких кумулятивных зарядов, применяемых на FPV-дронах.
• Противодействие крупнокалиберному оружию: Прототипы современных «активных» бронежилетов демонстрируют способность защитить бойца от прямого попадания пуль калибра 12,7 мм (.50 BMG) на дистанциях, где обычная металлокерамика оказывается бессильной.

Перспективы развития

В ближайшем будущем эволюция носимой динамической защиты будет неразрывно связана с концепцией «умной брони». Ожидается интеграция ДЗ с биоэлектрическими датчиками и экзоскелетами. Это позволит распределять энергию взрыва и компенсировать отдачу за счет жесткого каркаса. Развитие технологий приведет к созданию неразрушаемых электромагнитных систем защиты, где вместо взрывчатки будет использоваться мощный электромагнитный импульс, разрушающий подлетающий снаряд током высокой плотности. Внедрение подобных систем способно переписать правила тактики пехотного боя, превратив каждого отдельного солдата в автономную, сверхзащищенную боевую единицу.

Основной принцип работы динамической защиты заключается в использовании энергии взрыва. Этот принцип давно и весьма хорошо известен, давно и широко применяется, поэтому в представлении не нуждается. Автор идеи, которая заключется в применении динамической защиты в составе бронежилета – Карпунькин Борис Алексеевич, который являлся заместителем директора НИИ полимеров и спецкаучуков ФГБОУ ВПО “КНИТУ” г. Казань. В целом идея, как мне кажется, идет от идей гидродинамической защиты, испольщующейся в составе концепции “ячеистая броня”. Значительно повышая стойкость к различным средствам поражения, она уже давно стала привычным атрибутом танков и других машин, без которого на поле боя нынче попросту не обойтись. Но техника – техникой, а что если вставками со взрывчаткой оснастить, например, солдатский бронежилет или шлем?

Идея на первый взгляд кажется уж слишком фантастической.  Тем не менее как минимум один патент на такое изобретение всё же был выдан и опубликован в 2018 году – и он российский.

А зачем оно вообще нужно?

Для начала нужно отметить, что это, несмотря на кажущуюся (именно кажущуюся) абсурдность, не является шуткой. Патент действительно существует, и любой может это проверить, заглянув в патентную базу «Яндекса» и вбив соответствующий номер: RU 2 651 476 C2.

Более того, один из авторов изобретения – далеко не простой Кулибин, а вполне себе (на момент подачи заявки) заместитель директора казанского НИИ полимеров и спецкаучуков Б. А. Карпунькин.

Само же изобретение, строго говоря, относится не только к индивидуальной защите солдата – по замыслам разработчиков, его можно применять для защиты боевых роботов, автомобилей, вертолётов и так далее. В общем, для всего, где требуется максимально возможная защищённость при минимальном весе.

Защищённость, разумеется, не от подкалиберных или кумулятивных снарядов – от них никакой бронежилет, естественно, не спасёт. Речь о пулях, в особенности бронебойных, и осколках, противодействие которым не обходится без применения блоков керамики или стальных броневых листов. Поэтому динамическая защита взрывного типа, по крайней мере, теоретически, на фоне пассивных преград выглядит весьма интересно.

Ячейки со взрывчаткой

Предложенная авторами динамическая защита, конечно, значительно отличается от той, что мы привыкли видеть на танках. Она не состоит из массивных блоков или секций, а в её составе нет метаемых пластин, оказывающих разрушающее воздействие на атакующую пулю – конструкция в данном случае иная.

Состоит она из многослойной композиции, внутри которой расположены ячейки, имеющие форму усечённой сферы (полукруглые) и покрывающие всю защищаемую площадь, будь то шлем, бронежилет или даже корпус какого-нибудь робота или боевой машины. Сами ячейки выполняются разных размеров – от 1 до 50 квадратных сантиметров в зависимости от того, на что эту динамическую защиту будут устанавливать и какой уровень стойкости она будет обеспечивать.

Также размер зависит и от кривизны поверхности: например, для изготовления шлема со взрывной бронёй предпочтительны мелкие ячейки, тогда как для бронежилета в плоских проекциях груди и спины – более крупные.

Как эта ячеистая взрывная броня выглядит в разрезе, можно посмотреть на приложенном ниже изображении.

На нём мы можем наблюдать внешний слой из противоударного материала, предотвращающего вредные воздействия окружающей среды и защищающего композицию от механических воздействий. За ним располагается полукруглая ячейка, окружённая слоем из металлического сплава, формирующего ударную волну в сторону от защищаемого объекта (в сторону пули), а также прослойки из полиуретана, сверхвысокомолекулярного полиэтилена и противоосколочного демпфирующего материала, назначение которых – предотвратить поражение человеческого тела или корпуса робота/машины ударной волной взрыва, осколками и остатками пули.

Внутри ячейки находится капсула с корпусом из инертного материала, в который помещён заряд взрывчатого вещества массой от 100 миллиграмм до 80 грамм (вес ВВ подбирается под требования защиты и защищаемого объекта – человека, робота и т. д.), перекрытый сверху пластиной из пьезокерамики. О последней, к слову, нужно поговорить подробнее.

Капсула со взрывчаткой

Как известно, в типичной танковой динамической защите возбуждение детонации взрывчатого вещества, находящегося в её элементах, происходит двумя путями. Это либо удар высокоскоростной кумулятивной струи, головные части которой движутся со скоростью 7–9 километров в секунду. Либо, если речь о подкалиберных снарядах и встроенной ДЗ, то поток высокоскоростных осколков от внешней стальной крышки, инициирующих подрыв взрывчатки.

В случае с рассматриваемой динамической защитой таких эффектов добиться невозможно, поскольку скорости пули (осколка) может не хватить для детонации небольшого по толщине и массе слоя взрывчатки. Поэтому пришлось прибегнуть к электромеханическому способу инициирования за счёт пьезокерамической пластины, физическое воздействие на которую приводит к появлению связанных зарядов на её поверхностях и соответственно электрическому напряжению между ними.

В научно-технической литературе и патентах концепция изменения чувствительности взрывчатых веществ (ВВ) с использованием пьезокерамики рассматривается в рамках двух основных направлений:

1. Пьезоэлектрический метод контроля и испытания ВВ: Использование пьезодатчиков (например, на основе цирконата-титана свинца ЦТС) для прецизионного замера волн напряжений, давлений детонации и микроструктурных деформаций при оценке чувствительности порохов и твердых ВВ к удару и трению.
2. Управляемое инициирование (пьезогенераторы): Использование пьезокерамических элементов для генерации высоковольтного электрического импульса при механическом сжатии, который затем передается на электровоспламенитель или капсюль-детонатор (активно применяется в головных взрывателях боеприпасов, например, типа РПГ).

Ниже приведены систематизированные таблицы, отражающие параметры чувствительности основных типов ВВ, фиксируемые с помощью пьезоэлектрической измерительной аппаратуры, а также характеристики самой пьезокерамики, влияющие на генерацию инициирующего импульса.

Таблица 1. Чувствительность ВВ к механическим воздействиям

Таблица 2. Влияние характеристик пьезокерамики на инициирующий импульс

В момент удара пули эта пластина, подвергаясь деформации, создаёт электрическое поле, оказывающее сенсибилизирующее влияние на заряд взрывчатого вещества или, попросту говоря, делает его намного более чувствительным к контакту с атакующим телом. В результате этого детонация взрывчатки даже при небольших толщинах её слоёв и массе происходит от попадания сравнительно лёгких и низкоскоростных ударников – пуль и осколков.

Принцип действия и перспективы, по мнению авторов

Как мы уже рассказывали ранее, механизм действия этой динамической защиты не предусматривает метание каких-либо пластин для разрушения пули или осколка, хотя пьезокерамика и другие верхние слои могут оказать некоторое воздействие.

Но главную роль играет взрывчатка.

Попадая в условный бронежилет такой конструкции, атакующее тело пробивает внешний противоударный слой, а затем, воздействуя на пьезокерамику и взрывчатку, оно подвергается действию направленной ударной волны взрыва, сформированной благодаря полусферической ячейке.

Далее пуля (осколок) меняет свою траекторию и разрушается, либо сильно деформируется, а её остатки в конечном итоге тормозятся за счёт металлической облицовки ячейки и прослоек полиуретана, сверхвысокомолекулярного полиэтилена и демпфирующей прокладки.

Эффективность этого метода, по расчётам авторов, весьма высокая. Так, например, масса защиты от бронебойных 7,62-мм пуль Б-32 для человека, выполненная из броневой керамики, составляет около 50 килограмм на квадратный метр. В случае применения подобной динамической защиты тот же эквивалент стойкости можно обеспечить при весе 25 кг на квадратный метр.

С транспортными средствами (автомобилями), если стоит цель защитить их от пуль калибра 12,7-мм, ситуация схожая. Броневая керамика в этом случае будет весить около 120 килограмм на квадратный метр, а динамической защиты – 70 кг на квадратный метр. И это при том, что керамика (на момент подачи заявки на патент в 2016 году) стоила в 4 раза дороже, чем предлагаемая динамическая защита.

Что же касается перспектив, в особенности метода электромеханической детонации тонких слоёв взрывчатки, то здесь лучше привести цитату из патента:

«Устройство для инициирования различных взрывчатых веществ, подвергнутых воздействию электрического поля, позволяет создать новую систему защиты для людей, боевых роботов и транспортных объектов малой грузоподъемности, например, легковых патрульных автомобилей полиции, легкой колесной бронированной техники МВД, армейской плавающей бронированной техники, аэротранспортабельной техники ВДВ, самоходных артиллерийских и ракетных установок, боевых блоков баллистических ракет, жилых помещений космических станций от ударов космического мусора и микрометеоритов».

Конечно, будут ли когда-то реализованы подобные идеи конкретно в плане защиты человеческого тела от пуль и осколков – большой вопрос. Скорее всего, нет, поскольку, помимо сложностей в производстве, взрывчатка на туловище и голове – это в любом случае фактор повышенной опасности. Но сам по себе метод электромеханической детонации взрывчатки представляет большой интерес.

Особенно это касается оснащения такими устройствами боевой техники. Начиная от лёгкой, которой тяжёлое экранирование просто противопоказано. И заканчивая динамической защитой для танков, введение в конструкцию которой элементов из пьезокерамики могло бы сильно увеличить чувствительность к новым кинетическим снарядам, адаптированным для преодоления «реактивной брони» без её подрыва. Но тут, что называется, будем ждать.

Заключение: новый рубеж индивидуальной защищенности

Интеграция динамической защиты в состав нательной экипировки бойца знаменует собой фундаментальный сдвиг в философии индивидуальной бронезащиты. Долгое время развитие бронежилетов шло по экстенсивному пути — увеличению толщины, плотности и прочности пассивных барьеров. Однако этот вектор уперся в физиологические возможности человека: избыточный вес экипировки критически снижает мобильность солдата, что на современном высокодинамичном поле боя само по себе становится смертельной угрозой.

Внедрение принципа контролируемого противовзрыва переводит противостояние средств поражения и индивидуальной защиты на качественно новый, интенсивный уровень. Носимая динамическая защита доказывает, что современный бронежилет может и должен быть не просто пассивным улавливателем кинетической энергии, а высокотехнологичной системой активного противодействия. Несмотря на скепсис ранних этапов проектирования, современные композитные материалы, прецизионные демпферы и микросхемы инициализации позволили обуздать энергию микровзрыва, обратив ее во спасение человеческой жизни без нанесения критических травм самому носителю.

Перспективы развития технологии

Дальнейшая эволюция индивидуальной динамической защиты будет развиваться на стыке материаловедения, робототехники и цифровых систем управления. Можно выделить три ключевых направления, которые определят облик «брони будущего» в ближайшие десятилетия:

• Интеллектуальная инициация и сенсорные сети: Переход от механического (контактного) подрыва к активным матричным датчикам. Вплетенные в наружный слой жилета пьезоэлектрические и оптические микросенсоры смогут за миллисекунды до удара распознавать тип подлетающего боеприпаса (осколок, бронебойная пуля, кумулятивная струя) и рассчитывать оптимальную силу и вектор встречного импульса.
• Электромагнитная и «умная» ДЗ: Замена химических взрывчатых веществ альтернативными источниками энергии. Перспективным направлением является использование мощных малогабаритных конденсаторов, которые в момент контакта со снарядом пропускают через него мощнейший электрический импульс. Это приводит к мгновенному деформационному разрушению или испарению поражающего элемента без использования детонирующих составов.
• Синергия с экзоскелетными комплексами: Полное раскрытие потенциала тяжелых модулей ДЗ возможно только в связке с жестким каркасом активных экзоскелетов. Прочный роботизированный экзоскелет возьмет на себя не только вес распределенных по телу модулей защиты, но и перенаправит остаточный вектор кинетического удара от взрыва в землю, полностью нивелируя риск получения бойцом компрессионных травм и ушибов внутренних органов.

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

1. Не убьет ли взрыв элемента динамической защиты самого бойца?
   Нет. В современных носимых модулях ДЗ используются микродозы высокостабильных взрывчатых веществ направленного действия. С внутренней стороны модуля (обращенной к телу) размещается многослойная демпфирующая подложка из комбинации арамидных тканей, сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ) и пористых металлических пен. Эта конструкция полностью гасит тыльную взрывную волну и распределяет кинетическую отдачу по большой площади, сводя риск получения тяжелых травм к минимуму.
2. Что произойдет, если в элемент ДЗ попадет обычный осколок или боец упадет на твердую поверхность? Будет ли детонация?
   Самопроизвольная детонация исключена. В элементах индивидуальной ДЗ применяются смесевые составы, нечувствительные к трению, падениям, ударам и даже открытому огню. Инициация заряда происходит только при строго определенных условиях — например, при колоссальном точечном давлении и скорости деформации, которые создаются исключительно бронебойным сердечником пули или кумулятивной струей.
3. Эффективна ли индивидуальная ДЗ против осколков артиллерийских снарядов?
   Технология ДЗ разрабатывается преимущественно для борьбы с наиболее опасными, концентрированными угрозами — бронебойными пулями крупного калибра и кумулятивными зарядами (например, от легких FPV-дронов). Против мелких и средних осколков естественного дробления стандартные элементы ДЗ избыточны: с этой задачей эффективнее и дешевле справляются классические мягкие баллистические пакеты из кевлара или СВМПЭ, которые окружают модули ДЗ.
4. Сколько раз может сработать такой бронежилет?
   Элементы динамической защиты являются одноразовыми и работают по модульному принципу. При попадании снаряда срабатывает один конкретный сегмент (кассета). После боя поврежденный модуль легко демонтируется и заменяется новым в полевых условиях за несколько минут. Остальные сегменты бронежилета, не подвергшиеся атаке, остаются полностью функциональными.
5. Насколько увеличивается вес бронежилета при установке динамической защиты?
   Интеграция микро-ДЗ увеличивает общий вес экипировки примерно на 15–25% по сравнению с тяжелыми штурмовыми бронежилетами высших классов защиты. Однако за счет применения сверхлегких композитов в конструкции самих модулей этот прирост массы компенсируется кратным увеличением стойкости к тем угрозам, которые обычная пассивная броня в аналогичном весе остановить принципиально не способна.

Автор: Эдуард Перов
Источник: https://topwar.ru/
Использованы фото: dzen.ru, патент RU 2 651 476 C2