Уявіть таку ситуацію. Ворожий снайпер піймав у приціл (на жаль, реальна картина) нашого захисника Батьківщини. Давач, яким оснащений захисний одяг бійця, миттєво сигналізує про небезпеку. Маневр — куля пролітає мимо.

Фантастика? Ні. Реальність завдяки роботі науковців Херсонського національного технічного університету, Київського національного університету технологій та дизайну, Національної академії сухопутних військ імені гетьмана Петра Сагайдачного спільно з фахівцями ТОВ «РА.ДА.» Вони запропонували системний підхід для створення одягу та виробів із текстилю, в основу якого покладено принципи захисту, гігієнічності та ергономічності. Підсумок наукових досліджень — виробництво текстилю і виготовлення сучасних ергономічних виробів із заданими характеристиками та впровадження їх у речове забезпечення Збройних сил України, що особливо важливо в умовах пандемії COVID-19.

Текстильні матеріали — захисники надійні

Підсумком роботи науковців стало виробництво вітчизняних інноваційних текстильних матеріалів і сучасних виробів спеціального та військового призначення, які за технічними й еколого-енергетичними показниками відповідають найкращим закордонним аналогам та перевершують їх за економічною ефективністю.

Що запропоновано і зроблено? Розроблено наукові основи модифікації натуральних волокон із застосуванням електророзрядної нелінійної об’ємної кавітації (ЕРНОК) для отримання конкурентоспроможної текстильної сировини із заданими фізико-механічними властивостями, що відповідають світовим стандартам. Уперше використання ЕРНОК дало змогу отримати високоякісну натуральну сировину для текстильної промисловості з некондиційного грубого волокна, яке в Україні становить 40% загального обсягу виробництва.

Розроблено методологічну базу проєктування структур тканин для конфекціювання матеріалів у виробництві одягу спеціального призначення з високим рівнем формостійкості й армування виробів спеціального призначення з урахуванням їх розмірів і умов експлуатації. Використання цих та інших інновацій дає змогу знизити собівартість виробів і підвищити конкурентоспроможність українських підприємств.

Ще один підсумок роботи — виробництво стійких до зношування вовняних текстильних матеріалів завдяки модифікації вовни із застосуванням електророзрядної обробки. Виготовлення бавовняного текстилю із підвищенною зносостійкістю передбачає обробку матеріалу світлостабілізаторами.

Уперше запропоновано інтегровані волоконно-оптичні давачі для діагностування різних небезпечних ситуацій в умовах бойових дій в режимі реального часу, пов’язані з можливістю застосування супротивником хімічної та біологічної загроз, підвищених температур, електромагнітних полів та інших небезпек. Прилади здатні сигналізувати про небезпеки, завчасно попереджаючи бійця, що він потрапив у приціл ворога. На основі модульного системного підходу такі прилади можна інтегрувати у військову фірму та елементи бойового екіпірування військовослужбовця.

Розглянуто сучасне бойове екіпірування як складну інтегровану систему, що поєднує елементи функціональних підсистем ураження, захисту, управління, контролю життє— та енергозабезпечення.

Розроблено методику обґрунтованого вибору спеціальних виробів комплекту бойового екіпірування, необхідних для забезпечення військових потреб, в умовах наявності великої кількості чинників. Запропонована методика оцінки складових комплексу бойового екіпірування поєднує в єдине ціле електронні компоненти зв’язку та навігації, лазерні приціли, тканини зі спеціальними властивостями, що дасть змогу забезпечити необхідні показники уніфікованого польового оснащення комплексу бойового екіпірування військовослужбовців Сухопутних військ, Сил спеціальних операцій, високомобільних десантних військ та спецпідрозділів Збройних сил України.

Теоретично досліджено та визначено параметричні оцінки загальних ризиків під час використання захисного одягу різного призначення через показники захисту, надійності та ергономічності на основі дослідження статистичної інформації про причини виникнення основних відмов виробів. Отримано математичні залежності пробіт-функцій, кількісно оцінено захисні властивості одягу від визначених видів небезпек з відповідними змінними параметрами шкідливих чинників. Науково обґрунтовано алгоритм та визначено загальні ризики на основі розрахунку імовірності їх виникнення; розраховано вагові коефіцієнти шляхом експертного оцінювання.

Теоретично обґрунтовано методи формування раціональних структур пакетів захисного одягу та визначено їх зональне розташування на різних ділянках з урахуванням ступенів важкості та видів робіт. Застосування комплексного підходу до формування раціональної структури пакетів на різних ділянках одягу дало змогу рекомендувати для проєктного розроблення захисного одягу пакети на основі метаарамідних волокон з термостійкими матеріалами верху, прикладу, підкладу.

Теоретично обґрунтовано та експериментально підтверджено методи параметричного оцінювання матеріалів та пакетів захисного одягу різного призначення. Це дає змогу визначити їх теплозахисні властивості, оцінити різнобічність підходів до їх вибору, зонального розташування, стабілізації показників під час проєктування. Досліджено механізм високотемпературного впливу на багатошаровий пакет.

Теоретично обґрунтовано та експериментально підтверджено концепцію проєктування раціональної структури асортиментних рядів захисного одягу і його елементів. Новостворена концепція ґрунтується на методах математичного моделювання з комплексним урахуванням особливостей умов праці й ризиків та спрямована на підвищення захисної ефективності та економічності виробів. Розроблено і виготовлено удосконалені конструктивно-технологічні рішення виробів; структуровано їх асортимент залежно від видів небезпеки та умов експлуатації. Науково обґрунтовано формування структури асортименту, сформовано асортиментні ряди захисного одягу з регульованими параметрами залежно від видів небезпеки та умов експлуатації. Теоретичні й практичні розробки впроваджено у промислове виробництво, експериментальні зразки та дослідні партії комплектів захисного одягу різного призначення виготовлено та промислово апробовано.

Хочу звернути увагу ще на одну особливість роботи, яку подають на здобуття Державної премії в галузі науки і техніки. Здійснене має вплив не лише на розв’язання проблем сьогодення, а й фундамент для майбутнього прориву. Новизну та конкурентоспроможність технічних рішень захищено 45 авторськими свідоцтвами, патентами і технічними умовами. За темою роботи захищено шість докторських і 12 кандидатських дисертацій. Напрацьований досвід узагальнено в дев’яти підручниках і дев’яти посібниках.

«РА.ДА» створює, щоб захищати

Будь-який засіб індивідуального захисту — останній бар’єр між способом ураження і тілом людини. Найрізноманітніші його види створює компанія «РА.ДА» за активної участі університетських фахівців. Це один із співзасновників Київського освітнього науково-виробничого кластеру легкої промисловості, ініційованого КНУТД.

Усю продукцію сертифіковано. Значну увагу компанія приділяє впровадженню ресурсоощадних та екологічно чистих технологій. Упроваджено систему управління якістю.

Коли йдеться про продукцію компанії, то наголошують: «Уперше в Україні». Проведено випробування м’яких балістичних матеріалів на протиосколкову стійкість за стандартом НАТО. У підсумку створено методики випробувань кількісної та якісної оцінки захисних властивостей балістичних матеріалів за стандартами НАТО та розраховано критеріальні масштабувальні коефіцієнти. Ці моделі покладено в основу розрахунків резистентних властивостей балістичних елементів під час проєктування захисної структури комплекту бойового екіпірування.

На основі проведеної експериментальної експлуатації захисного спорядження в зоні АТО та розрахунків за визначеними моделями спроєктовано і вироблено протикульові й протиосколкові бронежилети з гібридними захисними елементами на основі надвисокомодульного поліетилену і арамідних тканин із підвищеними резистентними властивостями. Це дало змогу вперше в Україні налагодити серійний випуск бронежилетів, орієнтованих на гібридні загрози: захист від куль та колючих і ріжучих інструментів.

Уперше в Україні на основі використання найновіших вітчизняних матеріалів, зокрема із дилатантними властивостями, створено серійні бронежилети з нульовою позаперешкодною деформацією після обстрілу бронебійною кулею Б-32 7, 62Ч54R СВД.

Створено і налагоджено серійне виробництво льотно-технічного обмундирування, шкарпеток і предметів білизни як окремих елементів комплекту бойового екіпірування з антимікробними та дезодоруючими властивостями, що відповідають міжнародному стандарту AATCC TM 100:2012 та стійкі до двох найпоширеніших збудників інфекції Klebsiella pneumoniae (ATCC 4352) та Staphylococcus aureus (ATCC 6538, міжнародний сертифікат випробувального центру КОТITI). Водночас тканини зберігають антибактеріальні властивості навіть після 20-го прання. Ці вироби надактуальні в умовах епідемії СOVID-19 для військових, цивільного населення і для людей із порушеннями рухів.

Ефективність розроблених технологій виготовлення сучасних вітчизняних текстильних матеріалів і виробів спеціального та військового призначення підтверджено впровадженням в умовах виробництв.

Сумарний економічний ефект упровадження в речове забезпечення військовослужбовців з урахуванням тільки комплекту костюма літнього, польового на основі вітчизняних текстильних матеріалів та виробів зі спеціальними властивостями становить 306,8 мільйона гривень.

Кластер справі помічник

Аби пришвидшити впровадження технології у виробництво, з ініціативи КНУТД було створено Київський освітній науково-виробничий кластер легкої промисловості. Учені університетів не лише розробляли технології й науковий супровід їх у виробництві, а й залучали до роботи студентів. А це внесок у майбутнє держави шляхом підвищення якості освіти, створення умов для набуття студентами навичок.

Досвід активної співпраці чотирьох колективів показав великі можливості такої інтеграції. Засвідчив і те, що бізнес мало знає про можливості університетської науки і не цікавиться нею. Отже, маємо бути активнішими у пропаганді своїх напрацювань. У КНУТД цьому слугують виставки.

Окремо постає проблема інертності влади у цій справі. Саме вона має бути координатором і створювати умови для заохочення роботи.

Завершити хочу словами давнього філософа: «Справжні лідери бачать можливість в будь-яких труднощах, а не труднощі в будь-яких можливостях». Це підтвердили автори роботи, висунутої на здобуття премії.

Іван ГРИЩЕНКО,
ректор Київського національного університету технологій та дизайну,
професор, лауреат державної премії в галузі науки і техніки,
для «Урядового кур’єра»