Tejido de protección de ligamento tafetán fabricado con hilo de aramida de alta resistencia de igual densidad lineal en la urdimbre y en la trama que permite aumentar su resistencia debido a su ejecución a partir de hilos con la misma configuración longitudinal y el mismo número de hilos por unidad de ancho en ambas direcciones , y el coeficiente de torsión de los hilos no supera los 4,2 s .p.f-ly, 2 tab.

La invención se refiere a industria textil, en particular al tejido de protección especial utilizado para la fabricación de chalecos antibalas, ropa de protección y otros fines. Tejidos de protección conocidos para chalecos antibalas a base de hilos de poliamidas aromáticas de alta resistencia (SVM, Armos, Kevlar, Tvaron). Prácticamente, todas las estructuras textiles conocidas de tejidos lisos, sarga y otros tejidos, fabricados a partir de hilos de aramida de alta resistencia, pueden utilizarse como medios de protección de armaduras personales con mayor o menor eficacia. Es bastante obvio que la máxima manifestación de las propiedades protectoras del tejido se puede lograr con la estructura óptima del tejido. La mayoría de los tejidos balísticos fabricados con hilos de aramida (SVM y Armos) (artículo 6801, TU 17 RSFSR 18-86001-91, artículo 56319, TU 17 RSFSR 62-10540-83, artículo AS-21, TU 17 RF 19-57-41 - 93) tienen una gran deflexión cuando se exponen a una bala y muestran una diferencia en las propiedades del tejido en la urdimbre y la trama, en particular, la presencia de un número diferente de hilos de urdimbre y trama por unidad de ancho, diferente carga de rotura de la tela en la urdimbre y la trama, diferentes composición química urdimbre y trama, etc. La solución técnica que ilustra más completamente el enfoque para resolver el problema de diseñar un tejido protector es un tejido de protección balística descrito en la patente RF N 2041986, clase. D 03 D 15/00, según la cual el tejido de protección se fabrica con un relleno del 100 - 150 % y una relación de densidad de tejido de 0,75:1 a partir de un sistema de hilos de urdimbre y trama con una densidad lineal de 100 - 58,8 tex a base de en copoliamidas aromáticas (Armos), con la relación de los diámetros de los hilos elementales y complejos es 1:300 - 330, y el coeficiente de torsión de los hilos de urdimbre es 7 - 15, y los hilos de trama es 2 - 15. En este caso, el énfasis está en la mayor diferencia en indicadores mecánicos de los hilos de urdimbre y trama como la deformación por tracción y el módulo de deformación por estiramiento, lo que conduce a un trabajo desconectado de los hilos de urdimbre y trama y a una disminución en la resistencia balística de la tela . Se puede esperar una mayor resistencia balística del paquete en el caso de que la cantidad máxima de energía de la bala o fragmento se gaste en la deformación de los elementos del paquete. Cuanto mayor sea la deformación, más tiempo interacción de una bala o fragmento con capas de tejido en el paquete, más significativo es el movimiento relativo de filamentos complejos y elementales en la zona de interacción y menor es la destrucción de los filamentos en el tejido del paquete. Sin embargo, una gran deformación de las capas de tejido (el llamado "bulto") es indeseable, ya que puede conducir a un efecto traumático significativo sobre el objeto de protección. Por otro lado, cuanta más energía de una bala o fragmento sea absorbida por el roce de los hilos, menor será la deformación y destrucción. Desde este punto de vista, el rozamiento simultáneo y uniforme de los hilos contribuye a la máxima absorción de la energía de una bala o fragmento en la zona de interacción entre ésta y el paquete de tejido. En este caso, la acción de la fuerza se distribuye uniformemente sobre una gran masa de filamentos complejos y elementales, aumenta la resistencia dinámica total de las capas de tejido en el paquete y disminuyen la deformación y la destrucción. Para ello, es necesario que los hilos de urdimbre y de trama sean una estructura compleja que asegure el enganche individual de los hilos elementales que los componen, y que la configuración longitudinal de los hilos de urdimbre y de trama sea la misma, oponiendo igual resistencia al movimiento longitudinal (tracción fuera) y el mismo alargamiento de hilos igualmente ondulados. En este caso, el número de hilos de urdimbre y de trama por unidad de ancho debe ser igual. El objetivo técnico de la invención es aumentar la resistencia balística del tejido de protección, lo que permite reducir el número de sus capas en la fabricación de chalecos antibalas, reducir su peso y mejorar las características ergonómicas. Solución tarea técnica La invención se logra debido a que el tejido protector de ligamento tafetán a partir de hilo de aramida de alta resistencia de igual densidad lineal en la urdimbre y en la trama, según la propuesta, está formado por hilos con la misma configuración longitudinal e igual número de hilos. hilos por unidad de ancho en ambas direcciones, mientras que en estas direcciones la relación entre el alargamiento de rotura de la tela no excede 1.25, la fuerza al extraer hilos individuales de igual longitud difiere en no más del 20%, y el coeficiente de torsión del hilo determinado por fórmula (1) no exceda de 4. donde es el coeficiente de torsión; K es la cantidad de giros, giros/m; T - densidad lineal del hilo, tex. La segunda solución al problema técnico de la invención es un tejido protector de ligamento tafetán elaborado con hilo de aramida de alta resistencia de igual densidad lineal a lo largo de la urdimbre y la trama, formado por hilos con la misma configuración longitudinal e igual número de hilos por unidad. ancho en ambas direcciones, mientras que en estas direcciones la relación de los alargamientos de rotura de la tela no exceda de 1,25, la fuerza al extraer hilos individuales de igual longitud difiere en no más del 20%, y el coeficiente de torsión de los hilos de uno de las direcciones no exceden de 4. Para confirmar el resultado técnico de la invención, se fabricaron tejidos balísticos experimentales de ligamento tafetán a partir de hilos de aramida (CBM) con una torsión de 13, 50 y 100 kr./m y con una densidad lineal de 58,8 tex y basados ​​en ellos: paquetes a prueba de balas. La resistencia balística del paquete de tela antibalas se evaluó de acuerdo con el método estándar adoptado por el Instituto de Investigación de Equipos Especiales del Ministerio del Interior de la Federación Rusa y cumpliendo con los requisitos de pruebas especiales de fuego de protección de armaduras personales. A modo de comparación, se probaron bolsas de tejido liso artículo 56319. Este tejido en 25 capas se utiliza en la fabricación de chalecos antibalas para el ejército ruso. Muestras de telas balísticas experimentales, recolectadas en paquetes de 16 o menos capas que miden 250 x 250 mm con bordes fijos, se aplicaron a la superficie de un bloque de masilla (plastilina). Las pruebas se realizaron mediante disparos de una pistola PM a lo largo de la normal desde una distancia de 5 metros con cartuchos regulares. Durante las pruebas, se evaluaron el número de capas rotas, la naturaleza de la destrucción de las capas, la profundidad de penetración de las capas traseras de la muestra en el bloque de plastilina (bulto). La invención se ilustra mediante los siguientes ejemplos y la tabla. 1 y 2. Ejemplo 1 (básico). Tejido para protección balística de ligamento tafetán de hilo de aramida (CBM) con una densidad lineal de 58,8 tex con una torsión de 13 vueltas por metro en urdimbre y trama (factor de torsión 0,99) tiene una densidad superficial de 170 g/m 2 con el número de hilos de urdimbre y trama por 10 cm es igual a 136. El alargamiento de rotura de la tela en la urdimbre es del 7,8%, en la trama - 8,5%, la fuerza de tracción de un solo hilo de 8 cm de largo en la urdimbre es de 0,93 N, en la trama - 0,9 N. 25 cm y una densidad superficial de 2,21 kg/m 2 se dan en la tabla. 2, de lo que se deduce que el tejido tiene una resistencia balística muy alta con una gran uniformidad de rotura de hilos de urdimbre y trama (relación 0,82 frente a 0,64 para uno de los mejores tejidos de serie artículo 56319). Ejemplo 2 (básico). Tejido de protección balística de ligamento tafetán de hilo de aramida (CBM) de 58,8 tex con una torsión de 13 vueltas por metro en la urdimbre (factor de torsión 0,99) y 100 vueltas por metro en la trama (factor de torsión 7,66) tiene un peso base de 170 kg/m 2 con el número de hilos de urdimbre y trama por 1 cm igual a 136. El alargamiento de rotura de la tela en la urdimbre es del 8,8%, en la trama del 8,2%, la fuerza de tirar de un solo hilo de 8 cm de largo en la urdimbre es 0,8 H, en la trama - 0,68 N. Los resultados de la prueba de un paquete de 16 capas de tela con un tamaño de 25 x 25 cm y una densidad superficial de 2,72 kg/m 2 se dan en la tabla. 2, de lo que se deduce que el tejido presenta una buena resistencia balística con alta uniformidad de rotura de hilos de urdimbre y trama (relación 0,83) Ejemplo 3 (comparativo). Tejido para protección balística de ligamento tafetán de hilo de aramida (CBM) con una densidad lineal de 58,8 tex con una torsión de 100 vueltas por metro en urdimbre y trama (factor de torsión 7,66) tiene una densidad superficial de 170 g/m 2 con el número de hilos de urdimbre y trama por 10 cm es igual a 136. El alargamiento de rotura de la tela en la urdimbre es 8,6%, en la trama 8,1%, la fuerza de tracción de un solo hilo de 8 cm de largo en la urdimbre es 0,58 N, en la la trama es de 0,57 N. Los resultados de la prueba de un paquete de telas de 16 capas que miden 25 x 25 cm y una densidad superficial de 2,72 kg / m 2 se dan en la tabla. 2, de donde se deduce que un tejido con excelentes propiedades físicas y mecánicas y una muy alta uniformidad de rotura de hilos de urdimbre y trama (relación 0,96) no aguanta bala. Ejemplo 4 (básico). Un tejido de protección balística de ligamento tafetán de hilo de aramida (CBM) de 58,8 tex con un giro de 13 giros por metro en la urdimbre (factor de giro 0,99) y 50 giros por metro en la trama (factor de giro 3,83) tiene un peso base de 170 g/ m 2 con el número de hilos de urdimbre y trama por 10 cm igual a 136. El alargamiento de rotura de la tela en la urdimbre es 8.1%, en la trama - 8.0%, la fuerza de tirar de un solo hilo de 8 cm de largo en el la urdimbre es de 0,95 H, en pato - 0,88 H. Los resultados de la prueba de un paquete de 16 capas de tela que miden 25 x 25 cm y una densidad superficial de 2,72 kg/m 2 se dan en la tabla. 2, de lo que se deduce que el tejido tiene una buena resistencia balística con una alta uniformidad de roturas de hilos de urdimbre y trama (proporción 0,9). Ejemplo 5 (comparativo). Tejido de protección balística de ligamento tafetán de hilo de aramida (SBM) con una densidad lineal de 58,8 tex con una torsión de 100 vueltas por metro en urdimbre y trama (factor de torsión 7,66) tiene una densidad superficial de 176 g/m 2 con el número de vueltas e hilos de trama por 10 cm igual a 140. El alargamiento de rotura de la tela en la urdimbre es 7.2%, en la trama - 6%, la fuerza de tracción de un solo hilo de 8 cm de largo en la urdimbre es 0.65 N, en la trama - 0,48 N. Los resultados de la prueba de un paquete de 16 capas de telas que miden 25 x 25 cm y una densidad superficial de 2,82 kg / m 2 se dan en la tabla. 2, de donde se deduce que, a pesar del aumento de la densidad del tejido, el paquete pasa una bala con una baja uniformidad de roturas en los hilos de urdimbre y trama (proporción 0,56). Ejemplo 6 (comparativo). El tejido de protección balística de ligamento tafetán de hilo de aramida (CBM) de 58,8 tex con una torsión de 100 vueltas por metro en urdimbre y trama (relación de torsión 7,66) tiene una densidad de área de 183 g/m 2 con un número de hilos de urdimbre y trama de 10 cm igual a 144. El alargamiento de rotura de la tela en la urdimbre es del 8,5%, en la trama - 5,6%, la fuerza de tirar de un solo hilo de 8 cm de largo en la urdimbre es de 0,95 N, en la trama - 0,58 N. Los resultados de probar un paquete de 16 capas de tela con un tamaño de 25 x 25 cm y una densidad superficial de 2,93 kg/m 2 se muestran en la tabla. 2, de donde se deduce que a pesar de la densidad aún mayor del tejido (en comparación con el ejemplo 5), el paquete no aguanta ni una bala y el tejido funciona aún peor, como se puede ver en la relación de roturas en la urdimbre y la trama. hilos, igual a 0,43. El valor del abultamiento formado durante la prueba de un paquete estándar de 24 capas de tela, artículo 56319, se tomó como 1. Según este indicador, todas las telas experimentales tenían una ventaja (el abultamiento no excedía 0,75). Normalmente, un tejido resistente a las balas se considera eficaz si el número de capas perforadas de una bolsa tejida ensamblada a partir de él no supera el 50 %. Los datos de ejemplos y tablas muestran que, en comparación con los tejidos utilizados actualmente para la protección de armaduras, incluidos los tejidos fabricados según la patente RF 2041986, el tejido propuesto en esta invención de acuerdo con las reivindicaciones tiene propiedades antibalas superiores, lo que permite reducir el número de capas de material tejido en la fabricación de chalecos antibalas y reducir su peso.

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1. Tejido de protección de ligamento tafetán elaborado con hilo de aramida de alta resistencia de igual densidad lineal en la urdimbre y en la trama, caracterizado porque el tejido está formado por hilos con la misma configuración longitudinal y el mismo número de hilos por unidad de ancho en ambas direcciones , y el coeficiente de torsión de los hilos no exceda de 4. 2 Tejido protector de ligamento tafetán fabricado con hilo de aramida de alta resistencia de igual densidad lineal en la urdimbre y en la trama, caracterizado porque el tejido está formado por hilos con la misma configuración longitudinal y el mismo número de hilos por unidad de ancho en ambas direcciones, y el coeficiente de torsión de los hilos de una de las direcciones no excede de 4 .

Todas las estructuras protectoras de chalecos antibalas se pueden dividir en cinco grupos, según los materiales utilizados:

Armadura textil (tejida) a base de fibras de aramida

Hoy en día, los tejidos balísticos a base de fibras de aramida son el material básico para los chalecos antibalas civiles y militares. Los tejidos balísticos se producen en muchos países del mundo y difieren significativamente no solo en nombres, sino también en características. En el extranjero, estos son Kevlar (EE. UU.) y Twaron (Europa), y en Rusia, varias fibras de aramida, que difieren notablemente de las estadounidenses y europeas en sus propiedades químicas.

¿Qué es la fibra de aramida? La aramida se parece a fibras delgadas de telaraña amarilla (rara vez se usan otros colores). Los hilos de aramida se tejen a partir de estas fibras y, posteriormente, se fabrica una tela balística a partir de los hilos. La fibra de aramida tiene una resistencia mecánica muy alta.

La mayoría de los expertos en el campo del desarrollo de chalecos antibalas creen que el potencial de las fibras de aramida rusas aún no se ha aprovechado por completo. Por ejemplo, las estructuras de blindaje fabricadas con nuestras fibras de aramida son superiores a las extranjeras en términos de "características de protección/peso". Y algunas estructuras compuestas en este indicador no son peores que las estructuras hechas de polietileno de ultra alto peso molecular (UHMWPE). Donde, densidad física El UHMWPE es 1,5 veces más pequeño.

Marcas de telas balísticas:

• Kevlar® (DuPont, EE. UU.)
• Twaron® (Teijin Aramid, Países Bajos)
• SVM, RUSAR® (Rusia)
• Heracron® (Colón, Corea)

Armadura metálica a base de acero (titanio) y aleaciones de aluminio

Después de un largo descanso de los días de la armadura medieval, las placas de armadura se hicieron de acero y se usaron ampliamente durante la Primera y Segunda Guerra Mundial. Las aleaciones ligeras comenzaron a usarse más tarde. Por ejemplo, durante la guerra en Afganistán, se generalizó la armadura corporal con elementos de armadura de aluminio y titanio. Las aleaciones de blindaje modernas permiten reducir el espesor de los paneles de dos a tres veces en comparación con los paneles de acero y, en consecuencia, reducir el peso del producto de dos a tres veces.

Armadura de aluminio. El aluminio supera a la armadura de acero, brindando protección contra balas AP de 12,7 mm o 14,5 mm. Además, el aluminio se proporciona con una base de materia prima, es más avanzado tecnológicamente, se suelda bien y tiene una protección única contra la fragmentación y las minas.

aleaciones de titanio. La principal ventaja de las aleaciones de titanio es la combinación de resistencia a la corrosión y altas propiedades mecánicas. Para obtener una aleación de titanio con propiedades predeterminadas, se alea con cromo, aluminio, molibdeno y otros elementos.

Armadura cerámica a base de elementos cerámicos compuestos

Desde principios de los años 80, en la producción de ropa blindada, materiales cerámicos, superior a los metales en cuanto a la relación "grado de protección/peso". Sin embargo, el uso de cerámica solo es posible en combinación con compuestos de fibra balística. Al mismo tiempo, es necesario resolver el problema de la baja capacidad de supervivencia de dichos paneles blindados. Además, no siempre es posible realizar de manera efectiva todas las propiedades de la cerámica, ya que dicho panel blindado requiere un manejo cuidadoso.

En el Ministerio de Defensa de Rusia, la tarea de alta capacidad de supervivencia de los paneles de armadura de cerámica se identificó en la década de 1990. Hasta entonces, los paneles de armadura de cerámica eran muy inferiores a los de acero en este indicador. Gracias a este enfoque, hoy tropas rusas tener un diseño confiable: paneles blindados de la familia "Granit-4".

La mayor parte de los chalecos antibalas en el extranjero consisten en paneles de blindaje compuestos, que están hechos de monoplacas de cerámica sólida. La razón de esto es que para un soldado durante las operaciones de combate, la posibilidad de ser golpeado repetidamente en el área del mismo panel de armadura es extremadamente pequeña. En segundo lugar, dichos productos son mucho más avanzados tecnológicamente; requieren menos mano de obra y, por lo tanto, su costo es mucho más bajo que el costo de un juego de baldosas más pequeñas.

Elementos utilizados:

• óxido de aluminio (corindón);
• Carburo de boro;
• Carburo de silicio.

Armadura compuesta a base de polietileno de alto módulo (plástico laminado)

Hasta la fecha, los paneles de blindaje basados ​​en fibras UHMWPE (polietileno de módulo ultraalto) se consideran el tipo de ropa blindada más avanzada de la clase 1 a la 3 (en términos de peso).

Las fibras UHMWPE tienen una alta resistencia y alcanzan a las de aramida. Los productos balísticos hechos de UHMWPE tienen flotabilidad positiva y no pierden sus propiedades protectoras, a diferencia de las fibras de aramida. Sin embargo, el UHMWPE es completamente inadecuado para la fabricación de chalecos antibalas para el ejército. En condiciones militares, existe una alta probabilidad de que el chaleco antibalas entre en contacto con fuego u objetos calientes. Además, los chalecos antibalas se utilizan a menudo como ropa de cama. Y UHMWPE, independientemente de las propiedades que tenga, sigue siendo polietileno, cuya temperatura máxima de funcionamiento no supera los 90 grados centígrados. Sin embargo, UHMWPE es excelente para fabricar chalecos de policía.

Vale la pena señalar que un panel de armadura blanda hecho de un compuesto fibroso no es capaz de brindar protección contra balas con un núcleo de carburo o reforzado con calor. Lo máximo que puede proporcionar una estructura de tela suave es protección contra balas de pistola y metralla. Para protegerse contra las balas de armas de cañón largo, es necesario usar paneles blindados. Cuando se expone a una bala de un arma de cañón largo, se crea una alta concentración de energía en un área pequeña; además, dicha bala es un elemento de impacto afilado. Las telas suaves en bolsas de un grosor razonable ya no las sujetarán. Por eso es recomendable utilizar UHMWPE en una estructura con base compuesta de paneles blindados.

Los principales proveedores de fibras de aramida UHMWPE para productos balísticos son:

• Dyneema® (DSM, Países Bajos)
• Spectra® (EE. UU.)

Armadura combinada (en capas)

Los materiales para chalecos antibalas del tipo combinado se seleccionan según las condiciones en las que se utilizará el chaleco antibalas. Los desarrolladores de NIB combinan los materiales utilizados y los usan juntos; por lo tanto, fue posible mejorar significativamente las propiedades protectoras de la armadura corporal. Las armaduras combinadas textil-metal, cerámica-organoplástica y otros tipos son ampliamente utilizadas hoy en día en todo el mundo.

El nivel de protección de la armadura corporal varía según los materiales utilizados en ella. Sin embargo, hoy en día no solo los materiales de los chalecos antibalas juegan un papel decisivo, sino también los recubrimientos especiales. Gracias a los avances de la nanotecnología, ya se están desarrollando modelos cuya resistencia al impacto se ha multiplicado por varias veces, reduciendo significativamente el grosor y el peso. Esta posibilidad surge debido a la aplicación de un gel especial con nano-limpiadores al Kevlar hidrofobizado, que aumenta en cinco veces la resistencia del Kevlar al impacto dinámico. Dicha armadura puede reducir significativamente el tamaño de la armadura corporal, manteniendo la misma clase de protección.

Infórmese sobre la clasificación de los EPI.

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dx.doi.org/10.18577/2307-6046-2014-0-9-6-6

CAPA TEJIDA DE ARAMIDA PARA PROTECCIÓN BALÍSTICA E IMPACTO

Se ha estudiado un material tejido en capas de aramida, destinado a estructuras de protección, en particular, para reforzar la carcasa del ventilador de un motor turborreactor de avión, que garantizará la impenetrabilidad de la carcasa en caso de fallo de las aspas del ventilador. Se considera la influencia de la composición y estructura del material tejido en capas de aramida en su impacto y resistencia balística.

Introducción

El desarrollo de la tecnología aeronáutica requiere una mejora constante de los materiales. El uso de materiales compuestos modernos permite aumentar el peso y las características operativas de los productos. Reducir el peso de la aeronave es de fundamental importancia, ya que permite reducir el consumo de combustible, aumentar carga útil, es decir, el número de pasajeros y el volumen de carga. Los plásticos de aramida como materiales estructurales se caracterizan por características de baja densidad, alta resistencia y resistencia al impacto. Los organoplásticos son materiales multifuncionales. Dependiendo de la composición y la estructura, se pueden utilizar para la fabricación de piezas para diversos fines: ingeniería estructural, eléctrica y de radio, aislamiento térmico, protección contra efectos mecánicos y balísticos.

Cuando pájaros u objetos extraños ingresan al motor de la aeronave, es importante que la destrucción de las aspas del ventilador no provoque daños en el revestimiento del fuselaje y el sistema de control de la aeronave. Con fines de protección, los organoplásticos (Organit 6N, Organit 6NT) se utilizan en las cajas de los ventiladores de los motores turborreactores de los aviones. Organoplast permite localizar la zona de destrucción y mantener las aspas destruidas dentro de la carcasa del ventilador.

De acuerdo con los requisitos más estrictos de las normas AP-23, la carcasa del ventilador del motor debe contener la pala del ventilador en caso de que se destruya en la sección de raíz. Al mismo tiempo, los efectos secundarios durante la destrucción de una pala (destrucción de otras palas, aumento del desequilibrio del rotor, aumento local de la temperatura) no deberían tener consecuencias tan peligrosas como la aparición de un incendio no localizado, la propagación de fragmentos peligrosos fuera de la carcasa del motor.

Se ha desarrollado un material tejido con capas de aramida para el retenedor de la carcasa del ventilador. La resistencia de un laminado de aramida al impacto a alta velocidad depende principalmente de la resistencia balística del tejido. El método de fijación de las capas de tejido entre sí es el factor tecnológico y de diseño más importante para garantizar la máxima implementación de las propiedades balísticas del tejido en la composición del producto.

En la actualidad, en Rusia y en el extranjero, se ha adquirido una amplia experiencia en el uso de tejidos fabricados con fibras de aramida de alta resistencia (SVM, Rusar, Kevlar, Tvaron) para la fabricación de estructuras de protección descargadas (carrocerías blindadas, paneles blindados de automóviles, etc.). ).

Se sabe que con una disminución de la densidad lineal de las fibras elementales (filamentos), aumenta la resistencia balística de los tejidos. Según los desarrolladores de telas hechas de hilos de microfilamento, es el pequeño diámetro de los filamentos, combinado con la estructura química del polímero, lo que permite que los hilos resistan esfuerzos de flexión significativos sin romperse y brindan altas características balísticas a la tela.

Al seleccionar un refuerzo para un laminado de aramida para el retenedor de la carcasa del ventilador, además de la resistencia balística, la seguridad contra la corrosión de la tela de aramida contra los metales es un requisito importante. La seguridad contra la corrosión es la característica más importante materiales de aviación. Peligrosos para la corrosión (activos corrosivos) son materiales que pueden liberarse en ambiente externo productos ácidos o alcalinos que provocan corrosión. La actividad corrosiva se evalúa por la acidez del material, expresada mediante un índice de hidrógeno - el pH del extracto de agua, así como la concentración de iones Cl "y SO 4 ² en el extracto de agua de la muestra de material triturado. Para materiales de aviación , el pH del extracto de agua debe estar en el rango de 6-7; el contenido de iones Cl "no debe exceder el 0,02%; iones SO 4 ² - hasta 0,05%. Los tejidos balísticos fabricados con hilos de aramida neutros desarrollados por CJSC "KShF "Advanced Textile Worker" cumplen con estos requisitos. El propósito de este trabajo es estudiar las características del material tejido en capas de aramida en función de su composición, estructura y métodos tecnológicos utilizados en su fabricación.

Materiales y métodos

Para reforzar el material tejido en capas de aramida, se eligió un tejido hecho de fibra de aramida doméstica neutra. El tejido tiene una alta resistencia balística, mayor resistencia a la absorción de humedad, incluso debido a la impregnación repelente al agua. El tejido tiene altas propiedades tecnológicas (alta estabilidad dimensional de la estructura textil y flexibilidad) y puede ser utilizado para fabricar productos por bobinado.

Las capas de material laminado de aramida para el retén de la carcasa del ventilador deben fijarse entre sí para evitar su desplazamiento durante el funcionamiento y garantizar la operatividad del producto. El material polimérico para conectar capas de tejido debe tener una alta adherencia y compatibilidad química y tecnológica con las fibras de aramida.

Para conectar las capas de tela de aramida, se utilizaron adhesivos de dos marcas: VKR-27 y VK-3. La ventaja del pegamento VKR-27 es su capacidad de curar a temperatura ambiente. Una característica de este pegamento es que debe aplicarse a la tela directamente al enrollar el producto, es decir, utilizar el enrollado "húmedo" en la fabricación del producto. Pegamento VK-3 - Pegamento de curado en caliente. La ventaja de este adhesivo es la capacidad de fabricar preimpregnados a base de él (aplicando previamente a la tela de aramida), que se pueden utilizar en la fabricación de productos utilizando el método de bobinado "en seco". Los adhesivos VKR-27 y VK-3 permiten realizar las propiedades balísticas de la tela en la composición del material tejido en capas de aramida. Características tecnológicas Los adhesivos permiten su aplicación dosificada localmente al relleno de refuerzo durante la fabricación del producto por el método de bobinado "húmedo" (pegamento VKR-27) o "seco" (pegamento VK-3).

Los adhesivos VKR-27 y VK-3 tienen una alta pegajosidad, lo que elimina la posibilidad de que las capas se desplacen durante la fabricación del producto mediante bobinado. Es importante que al usar estos adhesivos, sea posible dosificarlos localmente sobre la superficie del tejido para crear zonas locales de fijación de las capas de tejido entre sí.

El área y la naturaleza de la distribución de las zonas de fijación de las capas de tela de aramida pueden afectar las características de peso y la resistencia balística del material tejido en capas de aramida. Para identificar estas regularidades, se estudió la influencia del método de fijación de las capas de tejido (conexión de capas de tejido en toda la superficie, conexiones locales de diferentes áreas) en las características balísticas del material tejido en capas de aramida y se evaluaron las propiedades de dicho material en diferentes ubicaciones de zonas locales de fijación de capas.

Para estudiar el efecto de los métodos de fijación en la resistencia balística de un material tejido en capas de aramida, aplicamos material de polimero sobre tejido de aramida de varias formas (Fig. 1):

Aplicación uniforme del material polimérico sobre toda la superficie del tejido (100% de la superficie del tejido);

Aplicación local en forma de tiras de 5-20 mm de ancho, ocupando del 10 al 50% de la superficie del tejido.

Figura 1. Aplicación uniforme de pegamento sobre toda la superficie de la tela ( A) y aplicación local de cola en forma de tiras de 5-20 mm de ancho, ocupando del 10 al 50% de la superficie del tejido ( b)

Durante la aplicación local, se varió la ubicación de las zonas para aplicar tiras adhesivas a la superficie de la tela: paralela a los hilos de urdimbre de la tela o en ángulo con respecto a los hilos de urdimbre.

Se llevaron a cabo pruebas balísticas de muestras de material tejido en capas de aramida en muestras con un tamaño de 240 x 240 mm y un espesor de 4,5-5,4 mm. El impacto balístico se realizó con una bola de acero que pesaba 1 g, Ø6,35 mm de un cañón balístico con un calibre de 7 mm según GOST RV8470-001-2008 con la definición de u 50 - velocidad
50% de no penetración (la velocidad de la pelota a la que la probabilidad de no penetrar el obstáculo es del 50%).

Las pruebas de impacto de alta velocidad de muestras de material tejido en capas de aramida se llevaron a cabo con un percutor (cilindro de acero que pesa 20 g, Ø14 mm, longitud 17 mm). Para dispersar al baterista en el cañón de la pistola, se utilizaron proyectiles, que son vasos de plástico reforzado con vidrio de paredes delgadas de Ø39,8 mm con un espesor de pared de 1 mm. En el fondo del vaso hay un mate de Ø14 mm y una longitud de 7 mm para sujetar al baterista. Se presiona una placa redonda de textolita de 2 mm de espesor dentro de la parte inferior de la manga para fortalecerla. Para capturar el manguito, se instaló una trampa frente a la muestra en forma de una arandela maciza de Ø70 mm y un orificio pasante de Ø25 mm. Al impactar con la trampa, la parte cilíndrica del manguito se partió en pequeños fragmentos, su parte trasera, la más maciza, quedó retenida en la trampa, y el percutor cilíndrico siguió volando a la misma velocidad hacia la muestra. La configuración de la prueba y la vista de la muestra después de la prueba de impacto se muestran en la fig. 2.

Figura 2. Configuración de prueba ( A) y tipo de muestra ( b) laminado de aramida después de un impacto a alta velocidad

Los siguientes parámetros se utilizaron como criterio para evaluar la resistencia de un material laminado de aramida al impacto de alta velocidad:

Velocidad del impactador delante y detrás de la muestra;

Convexidad residual de la muestra después del impacto.

resultados

En mesa. La Figura 1 muestra los resultados de las pruebas balísticas de muestras de material tejido en capas de aramida, que difieren en el tamaño del área de fijación de las capas de tejido entre sí y en la naturaleza de la distribución de las zonas de fijación en el volumen del material.

tabla 1

Resistencia balística de muestras de laminado de aramida

dependiendo de los métodos de fijación de las capas de tejido

* El coeficiente balístico se calcula como la relación entre el u 50 del laminado de aramida y el u 50 del paquete de tela.

Se ha establecido que con una disminución del área de las zonas de fijación (conexión local) del 100 al 10%, la realización de la resistencia balística del tejido aumenta de 0,89 a 0,97, por lo tanto, para realizar alta balística características del tejido y reducir el peso del producto, es recomendable utilizar una conexión local de las capas de tejido.

Los resultados de las pruebas de resistencia al impacto de alta velocidad de muestras de material tejido laminado de aramida con conexión local las capas se presentan en la tabla. 2.

Tabla 2

Durabilidad de los prototipos de tejido laminado de aramida

al impacto de alta velocidad

* Las muestras de laminado de aramida y bolsa de tela de aramida contienen el mismo número de capas.

Como resultado de la investigación, se descubrió que, en términos de resistencia al impacto de alta velocidad, los prototipos de material tejido en capas de aramida no son inferiores al paquete del relleno de refuerzo original. Al realizar pruebas, los resultados del experimento están muy influenciados por la posición del percutor cuando entra en contacto con la muestra: las condiciones de impacto más severas ocurren cuando el percutor es golpeado por el borde.

La fijación local de las capas del material tejido en capas proporciona una conexión mecánica entre las capas, pero no fija rígidamente todas las fibras de refuerzo, lo que permite garantizar una alta resistencia al impacto de dicho material debido a su capacidad para grandes deformaciones. y absorción de energía de impacto por fricción que surge entre fibras individuales.

Discusiones y conclusiones

La resistencia balística del material laminado se ve afectada por la naturaleza de la distribución de las zonas de fijación. Las muestras de material tejido en capas con una distribución más uniforme de las zonas de fijación en el volumen del material, con un desplazamiento de las zonas entre sí a lo largo del espesor del material, tienen la mayor resistencia balística.

La alta resistencia del material tejido en capas de aramida al impacto y a los impactos balísticos permite considerar estos materiales como prometedores para la fabricación de estructuras protectoras de varios tipos: dispositivos de retención para la carcasa del ventilador de los motores turborreactores, paneles, tabiques, que garantizan la seguridad. de estructuras de aeronaves en situaciones de emergencia (destrucción de mecanismos, balas de daños balísticos y fragmentos de artefactos explosivos).

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Hay varios distribuidores en todo el mundo que ofrecen tejido balístico Kevlar. Hay varios tipos de tela, gruesas y finas. El tejido utilizado en el sistema Interceptor (ejército estadounidense, fuerzas afganas/iraquíes) consta de 30-34 capas de un tipo muy fino de tejido Kevlar. No he podido confirmar esto, pero creo que 12 capas de Kevlar "más gruesas" equivalen a la línea IIIA. No pude comprar esa tela específica (versión delgada), pero logré encontrar un distribuidor chino, europeo y estadounidense para otras marcas. Otras variaciones de tela de Kevlar son significativamente más gruesas que Interceptor Kevlar y, por lo tanto, requieren menos capas para crear una protección de nivel IIIA. Illinois describe la tela que terminé comprando (vendida directamente de un distribuidor o a través de la cuenta de eBay de un distribuidor):

Vendedor: Infinity, Ubicación: www.armorco.com

Tejido resistente a balas Kevlar® 29 Style 745. Está hecho de DuPont(TM) Aramid Yarn y se teje en telares. Se utiliza principalmente en los mercados de seguridad y protección personal. Se puede encontrar y usar en muchas aplicaciones de protección personal que incluyen, entre otras: chalecos antibalas, armaduras para automóviles, armaduras para puertas de cabinas, paneles resistentes a balas y muchos usos industriales no balísticos.

ESPECIFICACIONES: Especificaciones de la tela: Peso: 14 oz. Yarda cuadrada... Ancho: 50" Ancho... Denier: 3000... Tejido: Liso... Grosor: 24,1 (mils) 0,61 (mm)... Resistencia a la tracción: Especificaciones de longitud y anchura (longitud): 1600 (lbf/in) (Ancho): 1800 (lbf/in)... Cantidad de hilos: 17 x 17

Kevlar se puede coser en múltiples capas y no es resistente a las agujas, se puede pegar con un adhesivo a base de poliuretano, también se puede usar con Resina epoxica y envasado al vacío en aplicaciones fisionables. TEJIDO DE KEVLAR - Es perfectamente legal poseer, transportar o enviar tejido de Kevlar resistente a balas en los 50 estados de EE. UU. y la UE. Como tal; cualquiera puede comprar legalmente tejido balístico Kevlar y crear/coser su propia armadura de nivel IIIA.

Nota final: obviamente, se necesitan múltiples capas/capas de esta tela para hacer algo resistente a las balas. Sugiero encarecidamente comprar tijeras de Kevlar en el mismo lugar, ya que las tijeras normales no harán el trabajo correctamente.

Compré el siguiente material balístico de un proveedor: infinityfrp.com o su afiliado: armorco.com (10 yardas/9 metros de tejido Kevlar) e infinitycomposites.com o su afiliado: armorco.com (placa compuesta de Kevlar IIIA de nivel flexible)

Compré 1 placa de composite flexible con delaminación de caucho negro que mide aprox: 1,4 x 1,4 metros. Les dije que lo cortaran en 4 pedazos para reducir el costo de envío de 600 USD a 150 USD. Precio de la placa compleja: aprox. 700 USD.

También compré 10 yardas ($35 por yarda) de tejido balístico Kevlar. De hecho, obtienes mucha más tela que una yarda cuadrada, ya que la tela mide 1,27 metros de ancho y viene en un rollo. 8 yardas fueron suficientes para 4 capas de refuerzo/elevación DAPS (Delto Guard + Underarm Guard), cinturón balístico/cinturón (protector de cadera y glúteos - 12 capas), 2 rodilleras (14 capas) y 2 protectores de botas (12 capas)

Tela de nailon (para bolsas exteriores balísticas teñidas con camuflaje)

A menudo encontrará que solo puede comprar puntos de colores de camuflaje cuando necesita colorear los puntos de negro. Cometí el error de importar "pintura negra salpicada" del Reino Unido, que resultó ser inútil. Tenga en cuenta que todas las fundas/bolsas duras de Kevlar para chalecos antibalas están hechas de nailon que no absorbe el tinte de tela normal a base de agua destinado a telas a base de algodón. Deberá elegir una de las dos opciones siguientes para teñir la tela de nailon:

1. Compre un troquel de nailon especializado que se aplica a través de un proceso de lavado a mano o máquina. Este proceso puede ser bastante complicado.

2. Simplemente compre marcadores permanentes grandes (a base de alcohol) y solicite recambios adicionales.

Elegí la opción 2. Y debido a que no planeé bien la fase de pintura, terminé comprando 12 marcadores permanentes negros grandes (basados ​​en alcohol). 12 marcadores fueron suficientes para teñir 6 artículos (1 chaleco, 4 piezas de DAPS, 2 bolsas exteriores de protección axilar + 2 deltoides y algunas otras piezas pequeñas. 12 marcadores permanentes al por menor por 112 euros. Si lo planifica en consecuencia, solo necesita pedir 1 en rotulador permanente negro grande + un apéndice que te costará 20 euros.