За участие в конкурса за доцент по професионално направление

Проведено е изследване в съответствие с експлоатационни изисквания в STANAG 2333 „Техническа и защитна характеристика на бойното облекло” и ASTM E96/E96M-05- методи за изпитване на паропропускливост. Проведени са термогравиметрични изпитвания за определяне на паропропускливоста и дишаемостта на защитни мембранирани и балистични тъкани. Изследванията за влаготранспорта през материята са проведени при различни температура и влага. Разработена е методика, с която се моделира, както факторите на околна среда, така и температурата излъчвана от човешкото тяло при експлоатация. Изследвана е камуфлажна защитна тъкан в състав 50/50 % Полиестер/Памук мембранирана с тефлонова мембрана. Анализите показват значителна разлика в количеството преминаваща пара, което се дължи на различната пропускливост на мембраната отвътре навън и обратно, което определя и нейната защитна способност.

Изследвана е корозия на бетонни повърхности в цех за биологично третиране на храни с изтекъл срок на годност на територията на ОП "Столично предприятие за третиране на отпадъци”. Бетоните повърхности са подложени на агресивното въздействие на инфилтратните води отделени от биологичния отпадък, които проникват в микропорите на бетона и предизвикват корозия на повърхностните слоеве и разрушаване в дълбочина. Определени са основните корозионно-действащи агенти отделени при разлагането на биологичния отпадък. Отчетени са сезоните температурни промени и влиянието им върху бетонните настилки. Препоръчани са мерки за мониторинг на процеса на корозия и са предложени покрития за защита на повърхностите, съобразени с условията на експлоатацията. Получените резултати и предоставената научно-приложна информация ще подпомогнат оптимизиране на процесите, като ще доведат до удължаване времето на експлоатация на повърхностите и настилките.

Представено е изследване на корозия на стоманени тръби, работещи в пречиствателна станция за инфилтратни води на територията на ОП „Столично предприятие за третиране на отпадъци“. Направен е химически и pH анализ на инфилтратните води, определени са основните корозионно-действащи агенти. На база на инспекция на съоръженията и анализ на повърхността на стоманените детайли може да се приеме, че преобладава обща корозия (съгласно типа на разрушение) и електрохимична корозия с кислородна деполяризация (съгласно механизма на корозия). Предложени са мерки за ограничаване на корозията, съобразени с условията на експлоатацията им. Проучени са методите за мониторинг на състоянието на металните съоръжения и на средствата за защитата. Получените резултати и предоставената научно-приложна информация, като подпомогнат защита на съоръженията и предотвратяване на корозия, което е свързано и преждевременното излизане от експлоатация на системите по пречистването на води. Приложени са мерки за защита на металните елементи, с цел намаляване на прекъсване работата на съоръженията при аварии и предотвратяване на финансови загуби.

Необходимостта от повишени защитни свойства на полевите бойни облекла налага въвеждането на високите технологии с цел подобряване на физико - механичните им показатели. Направен е критичен преглед на тъкани приети на въоръжение и използвани при ушиване на облекла за сектора сигурност. Представени са видовете наноматериали на основата на SiO, чието нанасяне би допринесло за повишаване на здравината на материята. Литературната справка съобщава, че прилагането на наноматериали в текстилите изделия е възможно по два начина: единият е в процеса на изпридане на синтетичните влакна, а вторият с помощта на апретурна обработка. Обсъдени са видове силиконови емулсии съдържащи хидрофилна, липофилна фаза. Изследванията потвърждават, че обработването на материята със силиконни емулсии продават гладкост на материята. Добавянето на диметил в апретурната обработка, ще придаде водоотблъскваща способност на текстила. Наноемулсиите придават мекота и гладъкост, усещане за свежест, подобрява комфорта на дрехата при контакт с кожа и придава удобство при носене (сетивен комфорт), спомагат за запазване на здравината на материята. Съчетани с глиоксиланни, ефектът на лесно пране и сушене без нужда от гладене се увеличава, предотвратява появата на жъл отенък, създава хидрофилност на обработени артикули.

В настоящата работа е представена импрегнирана тъкан подходяща за бронежилетки и защитна екипировка за служителите в сектора охрана и сигурност. Направената литературна справка върху видовете смоли подходящи за импрегниране на арамидни влакна се посочва, че най-подходящи са фенолформалдехидните смоли (FF) в смес с еластомери, като поливинилбутирала (PVB), които съдържа и известно количество поливинилацетат (PVAC) и поливинилалкохол (PVA), които подобряват адхезията към арамидните влакна. Преобладаващото съотношение е от 50:50 до 60:40 FF:PVB. Равномерно нанасяне на свързващото вещество върху текстилната основа, е от особена важност. Представени са видове технологични схеми за нанасяне на смолите. Проведени са физико - механични изпитвания за якост на опън по БДС EN ISO 13934-1. Измерена е масата на обработените образци по стандарт БДС EN 12127. Балистичните изпитвания са проведени по стандарт Ballistic Test Method for Personal Armour Materials and Combat Clothing, STANAG 2920 Ed.3. От анализа на получените резултати, може да се направим извода, че при разтвора на поливинил аккохол с 30 масови части в % ледена оцетна киселина и с 0,5 g SiO₂ получаваме оптимални показатели на намалено относително тегло, висока якост и високи стойности на средната гранична балистична скорост. Сканираща електронна микроскопия, потвърждава равномерно диспергирани нано размерни силициеви частици върху арамидната тъкан.

Сондажите на нефт са съпроводени и с извличането на повишено количество вода, която увлича със себе си и органични фракции от нефта. Проучени са методи за пречистване на сондажни води, замърсени при добива на нефт. Изследван е състава на водите преди и след пречистването. Предложен е двустадиен метод за пречистване на замърсени сондажни води, като водите се обработват с наситен разтвор на Al₂(SO₄)₃, който ускорява коагулацията на органичните замърсители. Използваният природен зеолит е от клиноптилолитов тип, с фракция 2.5 – 5.0 mm и елементен състав в проценти: SiO₂ - 67.96, Al₂O₃ - 11.23, Fe₂O₃ - 0.83, K₂O - 2.85, Na₂O - 0.74, CaO - 3.01, MgO - 0.06, TiO₂ - 0.90. Катионообменният капацитет и обменните йони в mgeq/100g са съответно: CEC – 112,75, K⁺ - 33.88, Na⁺ - 21.01, Ca²⁺ - 63.48, Mg²⁺ - 2.68. Високите сорбционни показатели на зеолита, напълно пречистват обработената с коагулант вода. Представените двустадийни процеси на пречистване, потвърждават, че метода е лесно приложим и с ниски инвестиционни разходи.

Изследвана е негорима тъкан на основата на арамид, подходяща за защитна екипировка на работещите в минно- добивното дело. Системата от арамидни влакна е подходяща защита при високи температури, разтопен метал и механични натоварвания. В изследването е използвана арамидна тъкан тип ”Style 363”. Материята е импрегнирана с два различни по състав разтвора, с цел да се проследи влиянието им върху здравината и теглото. Апретурната обработка с 10 % воден разтвор на поливинил алкохол (PVA) и 10 тегловни % CH₃COOH, с цел ацетилиране на поливинил алкохола. Втората група проби са обработени с разтвори на 10 тегловни % воден разтвор на поливинил алкохол (PVA) и 10 тегловни % CH₃COOH и 1g SiO_2. Размера на частиците SiO₂ е Dpart=18nm Scn=210m²/g. Проведените изпитвания за здравина потвърждават, че нанасянето на покритие от поливинил алкохол образува устойчив филм върху арамидните влакна, което е свързано с изглаждане на структурата, чрез изпълване на микропорите на материята, същевременно материята придобива повишена здравина в сравнение с необработения материал. Импрегнирането на арамидната тъкан с разтвор на поли­винил алкохол съдържащ наноразмерен силициев диоксид повишава с приблизително 20% здравината си, като същевременно се понижава теглото, което спомага за цялостно олекотяване на защитното облекло. Сканираща електронна микроскопия, установява наличие на отложени нано размерни силициеви частици върху арамидните влакна. Проведените изпитвания за паропропускливост, доказват, че импрегнирания материал притежава сравнително добра дишаемост и паропропускливост в сравнение с необрабо­тения. Анализа на резултатите потвърждава, че импрегнираната арамидна матрица е подходяща за конструиране на защитна екипировка на работещите в минната индустрия.

Описани са методи за безразрушителен контрол на средства за индивидуална балистична защита (СИБЗ), използвани за идентификация на вътрешни дефекти, като нарушения в хомогенността, порьозността, структурата на материала. Чрез методите за безразрушителен контрол може да се контролира качеството на цели партиди материали. В настоящата статия са разгледани някои от методите за безразрушителен контрол, които могат да бъдат успешно използвани в процеса по оценка на качеството на СИБЗ. Направен е обзор за възможностите, за прилагане на безразрушителен контрол с помощта на визуален метод, ултразвукови спектроскопии, инфрачервена термография, радиографичен метод, акустично емисионни изпитвания. От направеното проучване се установи, че методите за безразрушителен контрол имат своите предимства и недостатъци, но със сигурност към настоящия момент те не могат да заменят извършването на балистичните изпитвания на СИБЗ в процеса по оценка на качеството. Могат да бъдат използвани в комбинация от няколко метода при идентифициране на вътрешни дефекти или структурни нееднородности на балистичните материали, при производство, оценка на крайния продукт и по време на гаранционния срок на средството за балистична защита.

Разгледани са методи за оценяване влиянието на климатичните условия върху балистичната устойчивост на тъкани използвани при производството на средства за индивидуална балистична защита. Обсъдени са стандартите регламентиращи извършването на балистични изпитвания на бронежилетки след въздействие на климатични фактори. Степента на надеждна защита в периода на гаранционния срок предоставяна от производителите на СИБЗ не е достатъчна, тъй като използваната методология за извършване на балистични изпитвания, не може да предскаже техническия ресурс на бронежилетката, нито пък да имитира определен период от време на използването й. За изследване на устойчивост на балистичните свойства на СИБЗ трябва да се вземат предвид всички климатични фактори, начина на съхранение и експлоатация. От направената литературна справка не са намерени данни за методика или стандарт който да регламентира проверка на балистичните свойства след въздействие с интегрирано слънчево лъчение или след комбинирането и с климатични фактори.

Изследвани са арамидни влакна тип ”Stabunt” предназначени за изработване на средства за индивидуална балистична защита. Проведената апретурна обработка с нано-емулсия на основата на силициев диоксид. Проследено е влиянието на температурата, като една част от образци бяха оставени при температура 80^оС в продължение на 60 min, а друга част при стайна температура за около 120 min. Нанасянето на наносилициево покритие образува устойчив филм върху арамидните влакна, което е свързано с изглаждане на структурата, чрез изпълване на микропорите на материята и запълването им с наноемулсия. Здравината е изпитана по стандарт БДС EU ISO 13934 1: 2013. В хода на изследването беше установено, че обработените с наноемулсия арамидни влакна, получават мекота на опип, но в известна степен губят своята здравина по основа и вътък. Физико-механични изпитвания потвърждават, че здравината на материята намалява при образците подложени на обработка при температура 80^оС, в сравнение с образците при 20^оС. Сканираща електронна микроскопия, установява наличие на отложени нано размерен силициев диоксид върху арамидните влакна. Наблюдава се рязко изразена разлика в морфологията на влакната обработени с наноемулсия притежаващи изразена плътност и гладкост в сравнение с необработените влакна, което доказва добра адсорбция и образуване на непрекъснат филм от нано- емулсията, проникнала в микропорите на арамидните влакна.

Изследваната тъкан е смес от арамидни влакна 93% Номекс/5% Кевлар/2% P140 антистатик, с тегло от 185 g/m², използвана за униформи на пилоти, танкови и бронетанкови сухопътни бойци, техници и други. Направена е апретурна обработка с нано-емулсия на основата на силициев диоксид. Проследено е влиянието на температурата, като една част от вече обработените образци бяха оставени за 720 min при стайна температура, друга част престояха в продължение на 60 min при 105^оС. Физико - механичните изпитвания са по стандарт БДС EU ISO 13934 1: 2013. Обработената с наноемулсия тъкан при стайна температура, показа леко намаляване на здравината по основа и повишаване на здравината по вътък в сравнение с необработения текстил. Температурата обработка при 105^оС на тъканата влияе неблагоприятно, тъй като намалява стойностите на изследваните физико - механични показатели. При изследванията на тъканта за горимост се установи, че негоримостта на материята се запазва непроменена.

Индивидуална балистична защита е продукт от първостепенна важност в процеса по оборудването на контингенти от въоръжените сили за изпълнение на различни военни и мироопазващи мисии. Направен критичен обзор на методологията и стандартизация за оценка на качеството в процеса по придобиването на средства за индивидуална балистична защита. Създадени са множество стандарти регламентиращи изисквания към средствата за балистична защита, като в тях се регламентират изисквания към нивата за балистична защита с изискваните за тях тестови куршуми, в които са регламентирани важни показатели като тегло, ударна скорост, брой изстрели, максимално допустима травма, методи за изпитвания, етикетиране и др. При контрола на качеството на средства за индивидуална балистична защита се прилагат стандарти за балистични изпитвания, които имат за цел установяване балистичната устойчивост на СИБЗ, като осигуряват най-голяма степен увереност в потребителя, че продукта притежава необходимото качество. Механичните изпитвания за сила и разтегливост при опън (по основа и вътък) на панели от бронежилетки са съгласно изискванията на БДС EN ISO 13934-1 ”Текстил. Свойства при опън на платове. Част 1: Определяне на максималната сила и разтегливост при максимална сила чрез използване на STRIP метод”, а измерване на масата е съгласно БДС EN 12127 ”Текстил. Платове. Определяне масата на единица площ, чрез използване на малки проби”.

Науката за сигурността е една от най-бързо развиващите се съвременни науки, чието развитие се променя с динамика определена както от глобализацията, така и от международните политики. Внедряването и управлението на обобщено знание включващо широк спектър от различни науки, които биха подпомогнали адекватността на реакциите за защита и сигурност в национален и международен аспект. Комплексният подход към осигуряване на сигурността за всеки жител на тази планета, налага многостепенно информиране и обучение с цел подготовка за адекватни реакции при възникнал риск. Създаването и развитието на всяка една система налага структуриране на основните звена, които да могат да заработят и да предизвикват сработването на останалите елементи на системата. Основните елементи на системата управление на знанието е посочена на фигура .1.

Основно звено от системата е „Придобиване на информация”, усвоявайки цялата информация, независимо от нейната достоверност, като се обработва и се поема за разглеждане от зоната „Анализ на информацията”, разделена по направления, това звено прави анализ, предложения и прогнози. Сектора предава само проверената и надеждна информация към звено „Генератор на знание” и/или до краен потребител заявил желание за получаване на информация необходимо му при вземане на решения. Последния модул от системата е Развитието на знанието, чрез който се подпомага съществено планирането, изпълняването и оценяването на предотвратен риск, като съдържа в себе си процесите за събиране на информация, нейното анализиране и достъпност. Управлението на система знание налага и преформулиране на задачите на НАТО, ЕС и всяка страна от глобалния свят обхващаща промени и в стратегически документи и виждания.

Проследена е методологията за изпитване при определянето травма ефекта от балистичния удар върху средство за балистична защита и възможността за охарактеризиране с потенциално нараняване. Разгледани са видове материали и макети предназначени да пресъздадат максимално достоверно реакциите на човешкия торс при балистичен удар. Проведеното изследване установява, че проучвания и експерименти са проведени и все още се провеждат с цел определяне зависимостта между тъпата травма при изпитванията на средства за балистична защита и нараняването на хора. В резултат на тези изследвания са формирани изисквания към травма ефект в съответните стандарти. Използваните по света стандарти за бронежилетки и каски предимно са национални и ведомствени в зависимост от заплахите и нивото им на използване. Изискванията за допустима травма ефект са различни в съответните стандарти за изпитване и трудно могат да бъдат сравнявани. Използваните при балистичните изпитвания пластелини и куршуми също не са еднакви. Като цяло в британските, немските и други европейски стандарти изискването за допустима измерена травма ефект е 20-25 mm, в руския стандарт е 17 mm а NIJ стандартите изискват 44 mm, при което има по-голяма вероятност да причини вътрешни наранявания. Изискването за максимално допустимата измерена травма за бронежилетки се оспорва поради постоянна дискусия в областта на изпитванията и медицината и относителната връзка на устойчивостта от проникване и травма ефекта.

В настоящата статия е проследено влиянието на климатичните условия върху защитните свойства на продуктите за балистична защита. Представени са методи за ускорено стареене на средства за балистична защита (СБЗ) с оглед контрол на качеството и проверка на годността и защитните свойства на СБЗ. При прилагане на методиката за ускорено стареене/умора трябва да бъдат проверени всички възможни изпитвания които са в пряка зависимост с експлоатационните условия на продукта за балистична защита. Провеждат се изпитвания с цел изследване поведението на материята при балистични изпитвания, загуба на тегло, здравина и химични свойства, наблюдения с невъоръжено око, за частични и/или цялостни изменения в съставните елементи на продукта. Променящата се гео - политическа карта на света, налага средствата за балистична защита да бъдат използвани в различни климатични области, от което би следвало при изпитванията да се приложат условия на околната среда характерни за най-екстремните климатични зони.

Изпитванията с цел проверка степента на стареене/умора материята изграждаща средствата за балистична защита след въздействие с различни климатични фактори трябва да се използват последователност от цикли, при които да се комбинират всички фактори на околната среда.
В. 2. 19. Петя Генчева, Краса Костова, Леки композитни материали внедрени в средства за балистични защита, Университетската научна конференция на Национален военен университет „Васил Левски”, Велико Търново, CD -ISSN 2367-7481, ISSN 1314-1937, (2017) 100-105.

В настоящия доклад са представени комбинация от разнородни по вид материали с цел създаване на олекотена композитна система за индивидуална балистична защита необходима за сектора сигурност и отбрана. Използван е полиетилен с улра високо молекулно тегло (UHMWPE), представляваща многослойна система от кръстосани под 90º нетъкани влакна от високомолекулен полиетилен, произведен от Dyneema. Тъканта е с дебелина 0,1 мм и маса от около 140 g/m². Кръстосаните пластове влакна полиетилен създават армировка, като придава механична здравина и еластичност на средството за индивидуална балистична защита. Импрегнирането на материята е с алкохолен разтвор на поливинил бутирал (PVB) марка (BUTVAR B-98). Частиците волфрам са с размер 1.10^-6 mm до 10^-9 mm. Аморфна фаза от поливинил бутирал захваща в единна система от наноразмерния волфрам и полиетиленовата основа, като създава здрава композитна система. Физико - механичните и балистичните изпитвания доказват, че използването на поливинил бутирал съвместно с наноразмерен W води до повишаване здравината на високомолекуленият полиетилен. Изследванията потвърдиха, че с повишаване съдържанието на микро-наноразмерен W в матрица PVB/UHMWPE се повишаване на граничната балистична скорост V50. Сканиращата електронна микроскопия потвърждава отложени нано размерни волфрамови частици върху (UHMWPE).