Не-нютонова течност като броня

Защитата на човешкото тяло от различни оръжия е спешна задача в продължение на много векове. В древни времена воините често са използвали само щитове; през Средновековието е била широко разпространена тежка броня, чието тегло често е било 30-50 кг. По-късно, когато огнестрелните оръжия са широко използвани, бронята бързо започва да губи своята значимост, но дава началото на живота на съвременната бронежилетка, която се състои от плочи, които могат да потушат енергията на куршум и да отблъснат удар със студено оръжие. В същото време напредъкът не стои неподвижен, а бронежилетката непрекъснато се подобрява. Те стават по-трайни, докато отслабват и стават по-удобни за носене.

Едно от новите решения в областта на бронежилетките може да бъде броня, базирана на не-нютонова течност. По този начин течността може да замени кевлара. Работа в тази посока се извършва от полски учени от Moratex Institute of Security Technologies. Те решиха да намерят военно приложение за отдавна познато вещество - не-нютонова течност, чийто вискозитет по време на потока зависи от градиента на скоростта. Течна броня от полски специалисти получи обозначението STF - Течност за сгъстяване при срязване. Тя е в състояние да осигури защита срещу проникващата сила на високоскоростните оръжия, добро разсейване на ударната вълна върху голяма площ.

Не-нютоновата течност е интересно вещество, което понякога може да се държи като твърдо вещество, а понякога като истинска течност. Обикновената течност може да тече и да се разпространява, а не-нютоновата течност също може да направи това. От друга страна, обикновената течност не може да бъде твърда, да се образува и отскача, но не-нютонова течност може. Такова вещество е интересно само по себе си. Причината за това поведение на ненютоновите течности е, че те най-често се създават от големи полимерни молекули. "Адхезията" между такива молекули не е много голяма, но тези молекули са в състояние да се плъзгат доста свободно една спрямо друга. Най-простият визуален домашен пример за такава течност е смес от нишесте с малък обем вода. Колкото по-бързо е външното действие върху свързващите макромолекули, суспендирани в течността, толкова по-висок е вискозитетът на течността.

За разлика от обикновените течности, които могат да променят структурата си в зависимост от колебанията в налягането или температурата, не-нютоновите течности също могат да променят вискозитета си при условия на стрес. Най-просто казано, те могат много бързо да се превърнат в траен материал. Това се случва при достатъчно силен удар, който може да включва куршум, удрящ обекта.

Съвременните кевларови бронежилетки са в състояние да държат куршума добре, но в същото време, когато ги ударят, се огъват на дълбочина от четири сантиметра, което, разбира се, е по-добре от куршумна рана, но по този начин човек може получите сериозно нараняване под формата на тежка синина или фрактура. В същото време, благодарение на специалните свойства на не-нютоновата течност и внимателно изчисления дизайн на вложките, деформацията на бронежилетката, използваща този материал, е намалена до един сантиметър, което е напълно безопасно за хората, като същевременно елиминира живота -заплашаваща заплаха със 100%. В допълнение, не-нютоновата течност е в състояние да разпределя енергия равномерно по цялата площ на бронята на тялото при удар.

Засега полските учени не бързат да разкрият точния състав на течността си, която се използва в бронежилетката им, но в същото време уверяват, че такава бронежилетка е в състояние да спре куршум, който лети със скорост от до 450 m/s. Тоест, все още говорим за пистолетни куршуми. Например, дулната скорост на широко разпространения куршум от ПМ е 315 m/s, а пистолетът TT е 424-455 m/s. В същото време дулната скорост на не по-рядко срещаната щурмова пушка AK-74M е 900 m/s. Според полски експерти използването на не-нютонова течност на практика изключва възможността за отскок поради много по-ефективно разсейване на енергията на удара. Това също означава, че ползвателят на такава бронежилетка ще почувства по-малко въздействие, когато куршум го удари. При удар с висока скорост целевата зона на STF се втвърдява незабавно, ефективно разсейвайки енергията на удара и защитавайки вътрешните човешки органи.

Трябва да се отбележи, че такива разработки са били извършвани по различно време във Великобритания и САЩ. Но флуидите, създадени в тези страни, са най-трайни в комбинация със защитата от кевлар, което прави създадените жилетки много тежки. Moratex обаче твърди, че разработеното от тях вещество може да се използва за производството на бронежилетки, което ще изисква минимално количество вложки от допълнителни материали. Полските учени не възнамеряват да се спират само на военната страна на своето развитие. Освен това те работят върху магнитореологична течност, която може да промени вискозитета си под въздействието на магнитно поле. Според тях и двете от тези течности могат да се използват не само при производството на бронежилетки, но и за производството на автомобилни брони, професионално спортно оборудване и защитни пътни прегради.