Műanyag lőálló betétek

Legyen szó katonai alakulatokról vagy rendfenntartó erőkről a ballisztikai védelemre alkalmas eszközök fontos részét képezik a felszerelésnek. Ennek a leggyakoribb elemei a lövedékálló sisak és mellény.  Mellényekből is rengeteg konstrukció létezik, de most beszéljünk a IIIA, III és IV-es védelmi osztályúakról, amik már ‘kemény’ betéteket is fogadnak.

A történelem folyamán különböző anyagokat alkalmaztak a ballisztikai védelem területén. Mint minden más haditechnikai területen, itt is folyamatosan keresik a jobb, könnyebb és praktikusabb megoldásokat.

Az első lövedékálló mellények az 1500-as években jelentek meg, ám ezeknek a hatékonysága sokszor megkérdőjelezhető volt. Az angol polgári forradalom idején Oliver Cromwell vasbordájú katonái viseltek olyan páncélzatot, ami több réteg fémből készült és képes volt megállítani a muskétákból kilőtt lövedékeket. 1860 környékén a japánok készítettek puha páncélzatot, ők többrétegű szövetet alkalmaztak.

Myeonje baegab - szövetből készült japán golyóálló mellény

Az acél (páncéllemez) a mai napig megmaradt a felhasznált anyagok között, azonban fokozatosan megjelentek más, modernebb anyagok is. A lőálló betétek gyártása két fő ágra osztható:
Egyik a ‘lágy’ betétek avagy ‘soft panels‘ ezek jellemzően több réteg kevlárt és/vagy aramidot tartalmazó lágy betétek. Elsődleges funkciójuk a repesz, illetve a kisebb energiájú rövid lőfegyver lövedékei ellen való védelem. Fontos megjegyezni, hogy ezek a betétek a testet általában körül ölelik, valamint kiegészítőkkel növelhető a védett testfelület, úgy mint lágyékvédő, vállvédő, karvédő, nyakvédő, torokvédő, arcvédő stb… Tökéletes példa erre az IBA (Interceptor Body Armor) rendszere. Bizonyos technológiai megoldásokkal, mint például energiaelnyelő betétekkel, vagy extra lapok behelyezésével valamilyen szintig növelni lehet a védőképességet, de van egy határ amit jelenleg nem lehet átlépni. Itt figyelembe kell venni a súlyt, mozgékonyságot, és a becsapódás következtében a testre ható energiákat is. (megj.: egyes sisakok képesek védelmet biztosítani nagy energiájú lövedékek ellen, de nyakcsigolyánk nincs minden esetben felkészülve ilyen mértékű energia elnyelésre) . Védelmi szintjük NIJ IIIA kategóriáig terjed.
Másik ág a ‘hard plate‘ avagy kemény lap. Ezek csak a létfontosságú szerveket védik (mellkas és hát) nagyobb energiájú lövedékektől. Első sorban hosszú lőfegyverekből kilőtt lövedékek ellen tervezték, egészen M80/AP avagy ‘Armor piercing’ (páncéltörő) kategóriáig. Ezen betétek készülhetnek titánból, páncél lemezből, kerámia származékokból, kompozitokból. Egyik legnagyobb hátrányuk a merevség és a súly. Jelenleg elérhető legnagyobb védelem a NIJ IV szint, ami 30-06-os kaliberig, 166gr tömegű, 2850 ft/s sebességgel becsapódó kemény magvas lövedéknek képes ellenállni.

A védelmi elemek kombinálása és a NIJ minősítés egy későbbi cikkünk témája lesz!

Az UHMWPE néven emlegetett ultranagy molekulatömegű polietilén a termoplasztikus, avagy hőre lágyuló műanyagok egyik válfaja, amit már az 1950-es évek óta ismerünk. Sajátosság, hogy hosszú molekulaláncokkal rendelkezik és a molekulatömege kiemelkedően magas. Ezeknek a tulajdonságoknak köszönhetően a legerősebb jelenleg ismert műanyagok közé tartozik. Számos területen használják és sokszor acél alkatrészeket helyettesítenek vele, mert nem csak könnyebb, de ellenállóbb is.

Ipari felhasználású rostokat először az 1970-es években gyártottak belőle a holland DSM vegyipari vállalat műhelyeiben. Azóta a használata igencsak elterjedt, többek között az orvostudományban és a ballisztikai védelem területén is.

Az UHMWPE felhasználásával készülnek a Dyneema és a Spectra szálak, amiknek az adott súlyhoz tartozó erőssége nyolcszorosa, mint az erősebb acél szálaknak.

A műanyagból készült kemény lőálló betéteknél több réteg UHMWPE szövetet alkalmaznak, amiket különböző szögekben helyeznek egymásra, majd hő és nagy nyomás együttesével rögzítenek egymáshoz.

Ezeknek a ballisztikai panelek nagy előnye, hogy jóval könnyebbek, mint a kerámia vagy acél betétek. Amikor egy lőálló betét megállít egy lövedéket, akkor abból szilánkok törnek le. Ahhoz, hogy ezek ne pattanjanak szét és okozzanak járulékos sérülést a kerámia és fém betéteken egy külső bevonat található, ami megfogja vagy eltéríti ezeket a darabokat. AZ UHMWPE betéteknél erre nincs szükség, ugyanis a lövedék teljes egészében benne marad a műanyagban, valamint a szilánkokat is megtartja.

A kerámia kompozitokhoz képest igénytelenebb a tárolásra, jobban bírja a rázkódást, ütéseket. Nem okoz gondot az erős izzadás, be lehet hajítani a kocsi csomagtartójába, egy közeli robbanás sem módosítja a védőképességét (megj.: a kerámia betétek igen kényesek a kisebb fizikai behatásokra. Használati utasítás szerint óvni kell őket a leejtéstől, dobálástól, és intenzív erő behatásoktól, hiszen mikrosérülések keletkezhetnek, ami később befolyásolhatja a védelem szintjét. Az azért – valljuk be – elég komolytalan elvárás egy védőeszköztől és nem túl megnyugtató, hogy a frissen bontott betéteket tesztelik csak.) Azonban azzal számolni kell, hogy az acél betétekkel ellentétben a műanyag egy idő után elgyengül, így a nagyjából öt éves „shelf-life” lejártával nem javasolt a használata.

Védelem szempontjából kiváló eredményekkel kecsegtetnek az UHMWPE lőálló betétek, hiszen teljesítik a NIJ Level III tesztet. Ezt az anyagot úgy érdemes elképzelni, mintha több rétegben feszítenénk ki gumiköteleket, majd amikor egy összefüggő falat kaptunk, akkor azon megpróbálnánk átpréselni egy teniszlabdát. Ha ezeket a gumiköteleket minden egyes találkozási pontnál összecsomózzuk, akkor nagyjából láthatjuk, hogy az UHMWPE anyagból készült betétek hogyan fogják meg egy szilárd testet. Természetesen szervezetünk ismeri a fizikát és nem elég megállítani a becsapódó testet, az energiáját is el kell vezetni. A rugalmas műanyag rétegek képesek elnyelni a becsapódás egy részét, valamint az impulzust a teljes felületen eloszlatni, emiatt a mellkas/hát és betét között egy extra párnázás is található.

Pro:

+ Elképesztően könnyű – kb. 1,5kg, ami páronként 3kg, a mostani 7,2kg / pár súlyú acélokkal szemben. Azért vegyük észre, hogy ha egy db műanyag 30-as AK tár töltve kb 0,7 kg, ebből 6db-ot tudunk még vinni…
+ ÚSZÓKÉPES!!! Igen, ez azt jelenti, hogy ha vízbe esel vele, nem lehúz, hanem fenntart!
+ Igénytelen, nem kényes
+ Minden elnyel, nincsenek repeszek, gurulatot kapott szilánkok
+ Teljes felületen és térfogatban történő energia elnyelés
+ Párnázott hátrész és oldalak – nincs vesébe fúródó plate sarok (ugye milyen rossz az?)
+ Tudja a Level III-at

Kontra:

– Vastag és vaskos (3,3cm) ez sok esetben problémát okoz, mert egyszerűen nem fér bele a standard plate zsebbe
– Jelenleg még drága
– Level IV még nem érhető el használható formában a jelenlegi gyártástechnológiával