В Томске создали броню будущего: лёгкую, прочную и дешевле кевлара

Учёные Томского государственного университета представили новый алюминиевый композит, который способен радикально снизить вес и стоимость бронезащиты. Материал сочетает в себе прочность металлов, гибкость тканей и энергоёмкость полимеров, превращая привычный бронежилет в лёгкую и доступную экипировку.

Что изобрели томские инженеры

В лаборатории физико-технического факультета ТГУ разработали слоистую броню из алюминиевого композита - многослойный материал, который в два-три раза легче традиционных аналогов и при этом не уступает по уровню защиты.

"Новый материал снижает вес и стоимость защиты, подходит для бронежилетов, транспорта и авиации", — рассказали в пресс-службе университета.

В основе разработки лежит алюминиевая матрица с прослойками из базальтовой ткани и полимерной связки. Такой "сэндвич" сочетает твёрдость металла и эластичность ткани, рассеивая энергию удара и равномерно распределяя нагрузку.

Почему алюминиевый композит уникален

Плотность алюминия составляет 2,7 г/см³, что почти в три раза меньше, чем у стали, и примерно вдвое легче титана. Это означает, что бронежилет из нового материала может быть в два-три раза легче, сохраняя при этом защиту уровня Бр3 - достаточную для противодействия автоматному оружию.

Испытания показали: композит выдерживает динамические удары и обеспечивает стабильную защиту даже при многократных попаданиях. При этом стоимость бронепластины 250x350 мм из нового материала на 40-50% ниже, чем у аналогов из кевлара или титана.

Сравнение: старые и новые материалы защиты

Таким образом, новый материал объединяет лучшие свойства всех типов брони: он прочен, лёгок, гибок и недорог в производстве.

Потенциал применения

Разработка томских учёных подходит не только для индивидуальной защиты. Композит можно масштабировать для использования в бронетехнике, авиации и флоте.

• Для бронемашин - снижение массы защиты на 30-40%, что повышает манёвренность и топливную эффективность.

• Для авиации - замена титана композитом позволяет уменьшить нагрузку на корпус самолётов Су-24 и Су-35 на сотни килограммов.

• Для флота - уменьшение массы палубных конструкций без потери прочности.

"Этот материал способен изменить привычные стандарты защиты", — подчеркнули специалисты ТГУ.

Как создают композит

1. Деформируемые алюминиевые сплавы формируют основу конструкции.

2. Базальтовая ткань обеспечивает гибкость и рассеивает энергию удара.

3. Полимерная связка соединяет слои и повышает эластичность.

4. В итоге получается многослойная бронепанель, устойчивая к динамическим нагрузкам и коррозии.

Комбинация металла и минеральных волокон делает производство не только прочным, но и экономичным — базальт дешевле углеволокна и не требует сложных технологий переработки.

Ошибка → Последствие → Альтернатива

• Ошибка: использовать только стальные или титановый сплавы в броне.
  Последствие: избыточный вес и высокая стоимость.
  Альтернатива: композит на алюминиевой основе с базальтом.

• Ошибка: увеличивать толщину брони ради прочности.
  Последствие: потеря мобильности и перегрузка техники.
  Альтернатива: расчёт оптимальной конфигурации слоёв через математическое моделирование.

• Ошибка: применять одинаковые пластины для разных задач.
  Последствие: избыточная масса или недостаточная защита.
  Альтернатива: адаптивная броня с программным подбором параметров.

Следующий шаг — цифровая броня

Сейчас команда ТГУ анализирует результаты испытаний и разрабатывает математическую модель, которая позволит рассчитывать идеальное соотношение толщины и числа слоёв. В будущем планируется создать программный комплекс, адаптирующий броню под конкретные условия — от легких жилетов до бронированных модулей техники.

Диапазон классов защиты — от Бр1 до Бр6, включая уровни, способные выдерживать попадания из автоматического и снайперского оружия. После финальных тестов материал пройдёт сертификацию в аккредитованных лабораториях и будет предложен производителям.

Плюсы и минусы нового композита

FAQ

Можно ли использовать материал в бронежилетах для армии?
Да, композит обеспечивает уровень защиты Бр3-Бр6 и подходит для армейских и полицейских нужд.

Из чего состоит базальтовая ткань?
Из расплавленных вулканических пород, что делает её прочной, огнестойкой и экологически безопасной.

Подходит ли материал для авиации?
Да, композит успешно прошёл тесты на вибрацию и перепады температур, сохранив структуру.

Насколько он легче титана?
В 1,5-2 раза, при этом стоимость ниже на 40-50%.

Мифы и правда

Миф: лёгкие бронежилеты не могут быть надёжными.
Правда: многослойные композиты рассеивают энергию удара эффективнее монолитных пластин.

Миф: алюминий слишком мягкий для защиты.
Правда: сочетание алюминия с базальтом и полимерами делает его устойчивым к пулям и осколкам.

Миф: кевлар — лучший материал для бронежилетов.
Правда: современные композиты не уступают кевлару по прочности и при этом легче и дешевле.

Три интересных факта

1. По подтверждённым данным, базальтовые волокна выдерживают температуру до 1000 °C и не горят.

2. По подтверждённым данным, плотность алюминиевого композита ТГУ составляет менее половины титана, при равной прочности.

3. По версии исследователей, не получившей официального подтверждения, аналогичные композиты могут использоваться в будущем для защиты космических аппаратов от микрометеоритов.

Исторический контекст

По подтверждённым данным, развитие композитных материалов началось в середине XX века — с кевлара и углеволокна. В XXI веке Россия и Китай активно создают гибридные сплавы для лёгкой брони.

Проект Томского государственного университета реализуется в рамках Научного центра мирового уровня "Новые материалы специального назначения", где объединены направления по композиционным, энергетическим и биомедицинским материалам.

По версии исследователей, не получившей официального подтверждения, такие разработки могут стать основой нового поколения защитных систем, где броня будет не только лёгкой, но и "умной" — адаптирующейся к типу угрозы.