Как СВМПЭ сетка служит для защиты объектов от атак БПЛА
14.04.2025
Материал СВМПЭ- что это такое?
СВМПЭ (UHMWPE) — уникальный полимер с особыми свойствами. Сверхвысокомолекулярный полиэтилен представляет собой особую модификацию полиолефина, состоящего из длинных полиэтиленовых цепей, расположенных в одном направлении. Эти цепи, состоящие из миллионов повторяющихся звеньев, создают плотную молекулярную структуру с массой от 3,5 до 7,5 миллионов атомных единиц.
Ключевая особенность материала заключается в способности длинных полимерных цепей равномерно распределять механические нагрузки за счет усиленных межмолекулярных связей.
Технологическое превосходство СВМПЭ подтверждается тем, что по ударной стойкости он превосходит все коммерчески доступные термопластичные материалы. Это достигается без использования армирующих добавок — исключительно за счет уникального строения полимерной матрицы.
На молекулярном уровне такая структура работает как естественная "сеть", где нагрузка распределяется по всей длине цепей, а не концентрируется в отдельных точках. Именно это свойство делает материал идеальным для применений, где требуется сочетание легкого веса и высокой прочности.
Немного истории.
В 1898 году немецкий химик Ганс фон Пехманн совершил неожиданное открытие во время экспериментов с диазометаном. При нагревании этого соединения образовалось загадочное воскообразное вещество белого цвета, которое привлекло внимание научного сообщества.
Это открытие получило развитие благодаря работе коллег Пехманна - Карла фон Нехтига и Эжена Бамбергера. Проведя тщательный анализ, они установили, что полученное вещество представляет собой соединение с необычной молекулярной структурой: длинными цепочками, состоящими из атомов углерода и водорода. Именно они впервые предложили название "полиэтилен" для этого нового соединения.
В начале 1950-х годов химики совершили значительный технологический прорыв, разработав метод синтеза полиэтилена при относительно мягких условиях - давлении ниже 1 МПа и температуре менее 200°C. Этот процесс позволял получать материал с более высокой плотностью, который быстро завоевал популярность как полиэтилен высокой плотности (ПВП).
Эволюция полимеров продолжилась в 1955 году, когда ученым удалось синтезировать принципиально новую модификацию - сверхвысокомолекулярный полиэтилен (СВМПЭ). Хотя его химический состав оставался таким же, структурные особенности кардинально отличались: исключительно длинные полимерные цепи с огромной молекулярной массой придавали материалу уникальные механические свойства.
Ключом к этому достижению стало создание нового поколения катализаторов, преимущественно металлорганических соединений. Пионерами в этой области выступили Карл Циглер и Джулио Натта, чьи фундаментальные исследования механизмов полимеризации были удостоены Нобелевской премии по химии в 1963 году. Их работы заложили основу для промышленного производства высокомолекулярных полимеров с заданными свойствами.
Сети из СВМПЭ. Как полимерный лист стал волокном?
В 1960-х годах голландский химик Альберт Пеннингс совершил революционное открытие в области полимеров. Проводя исследования сверхвысокомолекулярного полиэтилена в сотрудничестве с одной из технологических компаний Нидерландов, он случайно синтезировал уникальные волоконные структуры с необыкновенными прочностными характеристиками.
Этот неожиданный результат, возникший как побочный продукт химических реакций, положил начало разработке материала, который позже получил коммерческое название «Dyneema».
Значение открытия заключалось в том, что впервые была продемонстрирована возможность создания волокон, сочетающих:
- Высокую прочность при минимальном весе;
- Устойчивость к агрессивным воздействиям;
- Гибкость и эластичность.
Что такое СВМПЭ сеть?
>СВМПЭ сетка (высокомолекулярный полиэтилен)- специализированное изделие шнуркового типа на основе особо- прочных полиэтиленовых нитей.
Сетка из СВМПЭ широко используются в баллистической защите, оборонной промышленности, а также во всём большем количестве медицинских устройств, парусном спорте, туристическом снаряжении, скалолазании и во многих других отраслях.
Простая структура молекулы обеспечивает поверхностные и химические свойства, нехарактерные для высокопроизводительных полимеров. К примеру, полярные группы большинства полимеров легко связываются с h2o. Так как олефины, к которым относится СВМПЭ не имеют таких групп, высокопрочный полиэтилен является гидрофобным материалом. По тем же причинам, поверхность волокна гладкая и скользкая на ощупь.
Основные свойства СВМПЭ сети
Где используют сети СВМПЭ?
- Баллистическая защита – бронежилеты, шлемы, защитные панели для техники;
- Морская индустрия – буксировочные тросы, рыболовные сети, защита от пиратов (из-за устойчивости к соленой воде и ультрафиолету)
- Промышленность – защитные экраны, армирующие элементы в композитах, износостойкие конвейерные ленты;
- Спорт и альпинизм – сверхпрочные веревки, тросы для парашютов, снаряжение для скалолазания;
- Медицина: хирургические нити, эндопротезы (биоинертность материала).
Как СВМПЭ научились использовать для защиты от атак дронов?
Наработки из области бронезащиты (где СВМПЭ применялся с 1980-х) показали, что его волокна эффективно поглощают кинетическую энергию. Инженеры переосмыслили этот принцип для нейтрализации дронов – сетчатые конструкции стали "ловушками", где пропеллеры и рамы БПЛА запутываются без риска падения обломков.
Ранее, для пассивной защиты объектов от атак дронов использовали преимущественно каркасные металлические системы, с узкими возможностями применения, из-за большого веса и создания помех для радиоприборов.
Характеристики сетей СВМПЭ используемых для защиты от дронов:
| Прочность нити | 30.8 CN/dTex |
| Удлинение | <2,5% |
| Плотность | 0.97СМ² |
| Тип шнура | Прямой крученый Т |
| Диаметр троса | 3 -6 мм |
| Рабочий диапазон температур | от -100 до +80 |
| Размер ячейки в зависимости от потребности | 5*5см, 10*10см, 20*20см, 30*30см, 40*40см, 50*50см |
| Ширина рулонов | от 3 - 10 метров |
| Длина рулонов | от 10 - 100 метров |
| Разрывная нагрузка | 750 кгс |
| Тип плетения | Узелковый |
| Состав | Нити 3 мм |
Современные реалии требуют гибкости во всем- поэтому, инженеры FENSYS адаптировали металлические укрытия от атак БПЛА для заполнения каркаса СВМПЭ сеткой.
Какие преимущества у СВМПЭ в сравнении с металлической сеткой?
Нельзя утверждать, что использование СВМПЭ сетки в качестве заполнения каркаса для укрытия от дронов- единственно верное решение. Каждый объект уникален, и необходимость установки того, или иного вида защитной ограждающей конструкции зависит от множества факторов, таких как ветровые нагрузки, радиолокационные свойства, требования заказчика и проектная документация. Однако, высокомолекулярная сетка может похвастаться уникальными свойствами.
Характеристики сетей СВМПЭ в сравнении с металлическими (типа сетки рабицы), полиамидными и арамидными аналогами:
- Простота транспортировки и монтажа благодаря сниженному весу (зависящему от габаритов сети), что уменьшает требуемые трудозатраты и количество персонала;
- Химическая инертность: устойчивость к воздействию кислот, щелочей, растворов, ультрафиолетового излучения и повышенной влажности;
- Рабочий температурный диапазон от -60°С до +50°С
- Вариативность цветовых решений: белый, зелёный/оливковый/хаки, чёрный и другие
- Возможность ремонта с оперативной заменой повреждённых секций
- Гибкость монтажных решений: крепление на мачтовые опоры или подвешивание на тросах из СВМПЭ (диаметром от 10 мм) вместо тяжёлых металлических тросов
- Пониженная парусность, величина которой определяется размерами сети и параметрами ячеек
- Пожарная безопасность: материал не поддерживает горение и не создаёт препятствий для тушения возгораний на защищаемом объекте.
Защитные конструкции на основе СВМПЭ особенно востребованы для объектов с повышенными требованиями к безопасности: правительственных учреждений, промышленных предприятий, аэропортов и военных баз.
В FENSYS разрабатывают индивидуальные решения под стратегические задачи на объекте. Защитные ограждающие конструкции входят в комплекс инженерно- технических средств безопасности «Панорама», а значит при необходимости могут быть оборудованы датчиками видеонаблюдения, освещения, оповещения, и охранными извещателями.
Доказательства эффективности использования сетки СВМПЭ
Испытания подтвердили соответствие ЗОК требованиям безопасности «СП 542.1325800.2024» и их готовность к применению в различных сценариях.
Исследования включали размещение ЗОК на различных расстояниях от эпицентра взрыва для оценки степени повреждений. Датчики фиксировали параметры ударной волны, а высокоскоростные камеры документировали процесс деформации и разрушения конструкции.