Teräs on terästä – metallikypärän paluu

Kautta historian taistelijat ovat suojanneet päänsä metallikypärillä, nykyisen komposiittitrendin alkaessa 1980-luvun alussa. Moderneina aikoina metallikypärät ovat säilyttäneet suosionsa ennen kaikkea erikoisyksiköiden pään suojana, niiden kyetessä pysäyttämään hyvin läpäiseviä pistoolin kaliipereja ja myös rynnäkkökiväärin luoteja lisälevyjen kanssa ja ilman. Tämän pysäytystyön metallikypärät pystyvät tekemään alhaisella ballistisen kuoren takapinnan pullistumalla, minimoiden päävammoja.

Pään ballistisessa suojassa käytetään materiaaleja kaikista kolmesta eri materiaaliryhmästä eli metallit, keraamit ja polymeerit. Jokaisen ryhmän materiaaleilla on omat hyvät ja huonot puolensa ja usein parhaimpaan mahdolliseen lopputulokseen päästään yhdistämällä materiaaleja optimaalisesti kerrostettuna. Tarkoituksena on saada eri kerrokset kytkeytymään toisiinsa mahdollisimman hyvin eli ”juttelemaan” keskenään, kuten moni alan henkilö asian ilmaisee.

Metalleista teräs on materiaali, joka usein herättää monessa kummastusta modernin ballistisen suojakypärän materiaalina. Sen koetaan olevan liian raskas ja kömpelö materiaali ja kuuluvan historian kirjoihin. Tätä voidaankin kutsua materiaalirasistiseksi kohteluksi. Näin ajattelevat ihmiset eivät voisi olla enempää väärässä ja tietämättömiä viimeaikaisesta kehityksestä.

Teräs on bulkkituote, jonka valmistusmäärät ovat maailman mittakaavassa valtavia. Kuva: Payton Chung via Wikimedia Commons, Creative Commons Attribution 2.0 Generic Licence.

Ballistisen teräskypärän historiaa

Ballististen teräskypärien käyttöön herättiin ensimmäisessä maailman sodassa. Ranskalaiset ottivat käyttöön vuoden 1915 alussa oman Adrian-teräskypäränsä. He huomasivat, että kypärät laskivat kuolemantapauksia noin 12–13 prosentilla ja haavoittumisia melkein kolmella kymmenellä prosentilla. Tämä ei jäänyt huomioimatta sodan muilta osapuolilta ja pian kaikilla oli teräskypärät suojanaan.

Useat ensimmäisistä teräskypäristä oli valmistettu iskukarkenevasta mangaanirikkaasta Hadfieldin teräksestä, kuten brittien ensimmäisen maailman sodan Brodie-kypärä. Tämä teräs ei ollut optimaalisin ballistiseen suojaukseen, mutta sopi hyvin aikakauden valmistus- ja muodonantoprosesseihin. Hadfieldin terästä käytettiin vielä toisessa maailmansodassa Yhdysvaltojen M1-kypärässä. Sen tuli kestää .45 ACP kaliiperisen pistoolin osumat.

Saksalaiset käyttivät toisessa maailmansodassa kahdesta eri terässeoksesta valmistettuja kypäriä. Ennen vuotta 1940 valmistetut kypärät oli prosessoitu keskihiilisestä teräksestä, jossa oli pääseosaineina nikkeliä ja piitä. Sen jälkeen kypärät valmistettiin myös keskihiilisestä teräksestä, mutta nikkeli oli korvattu mangaanilla. Nikkelin poisjääminen johtui sen vähyydestä saksalaisessa teollisuudessa.

Saksalaiset kypärät tarjosivat hieman paremman ballistisen suojan, kuin jenkkien M1, mutta tämä johtui 20 % paksummasta kypärän kuoresta. Saksalaiset kypärät prosessoitiin 49–54 HRC kovuuteen Rockwellin C -asteikolla. Tämä erittäin suuri kovuus näkyi hyvin usein haurasmurtumina, kun kypärään osui esimerkiksi tylppä projektiili.

Idässä suuri usko metallikypäriin

Neuvostoliitolla oli tarvetta 1970-luvulla luotisuojakypärille erikoisjoukkojen sotilailleen. Metallit olivat ainoa materiaalivaihtoehto siihen aikaan. Münchenin olympialaisten tragedia vuonna 1972, toimi katalyyttina monissa maissa terrorismin vastaisten erikoisyksiköiden perustamisessa.

Venäläinen kauhukypärä Tshetshenian sotien ajalta eli Maska-1. Maskoja käytetään vieläkin.

Neuvostoliiton keskustiedustelupalvelu KGB päätyi hankkimaan ensimmäiset metallikypäränsä Sveitsistä TIG Bicor AG -yritykseltä, malliltaan PSh-77. Kypärä oli tosin valmistettu titaanista. PSh-77 kypärä miellytti KGB:tä niin paljon, että se kopioitiin. Kypärä sai nimekseen Altyn ja niitä alettiin valmistamaan vuonna 1984.

Teräksestä valmistettujen raskaiden rynnäkkökypärien vuoro tuli hieman Altynin jälkeen. 1980-luvun lopulla aloitettiin NII Stalilla suunnittelemaan Vityaz-S-teräsrynnäkkökypärää. Se tuli ilmeisesti käyttöön 1980/1990-lukujena vaihteessa. Samoihin aikoihin vuonna 1991 tuli käyttöön legendaarinen NPP Klassin valmistama Maska-1-kypärä, joka päivätyökseen syö suuritehoisia ja hyvin läpäiseviä pistoolin luoteja. 7,62x39mm kaliiperinen pehmeäytimellinen luotikin pysähtyy hieman etäämmältä ammuttuna, kuten olemme SSSh-94 Sfera-S-kypärän osalta osoittaneet Suomen Sotilaassa 1/2016. Sfera-S ja Maska-1 käyttävät molemmat samaa 2,5 millimetriä paksua lujaa panssariterästä.

Venäjällä käytetään edelleen metallisia rynnäkkökypäriä komposiittien rinnalla, mutta viime vuosina komposiitit ovat vallanneet markkinoita. ”Komposiittimafia” on päässyt vauhtiin venäjälläkin. Itse käytän termiä komposiittimafia, ilmaistakseni komposiittiteollisuuden yliotetta kypärämarkkinoilla.

Venäjällä on ollut paljon lupaavia teräs- ja titaanikypäräprojekteja 2000-luvun puolella, mutta tiedot uupuvat täysin minkälaiset ovat tulevaisuuden näkymät metallikypärille Venäjällä. Lupaavista kypäristä voidaan mainita erittäni kevyt Ural-titaanikypärä ja kivääriluokituksellinen BSh-1-teräskypärä.

Läpimurto lännessä

Yhdysvallat on kovaa vauhtia tulossa mukaan metallikypärien kehitykseen ja voi olla jo mennyt ohi teräksen osalta kaikista muista erinomaisen metallurgisen osaamisensa ansiosta. Yhdysvalloissa toimii innovatiivinen materiaalitieteen ja tekniikan alan yritys nimeltä Diamond Age, joka kehittää yksiä maailman parhaimpia ballistisia suojaratkaisuja.

Parasta mitä metallikypärien rintamalla on viimevuosina tapahtunut. Kuvassa Diamond Age -yrityksen Neosteel-teräskypärä kasvojen lisäsuojalla varustettuna.

Diamond Age on kehittänyt Neosteel-nimellä tunnetun teräskypärän, jota saa nykyisin high-cut-mallina tai normaalilla leikkauksella. Kypärä täyttää takapinnan pullistumaa savilohkolla mittaavan ankaran VPAM-standardin tasoilla kolme ja kolme plus. Eli päävammojen todennäköisyys on paljon alhaisempi, kuin suurimmalla osalla komposiittikypäristä, jotka eivät selviä trauman suhteen VPAM-standardista.

Neosteel-teräskypärän hyviä ominaisuuksia verrattuna nykyisiin komposiitteihin ovat alhainen takapinnan pullistumataso ballistisen iskun aikana, todella edullinen hinta ja keveys, johtuen kehittyneestä metalliseoksesta. Neosteel-kypärä on painoltaan aivan samaa luokkaa, kuin saman suojaluokan moderni komposiittikypärä. Kypärä on sisäpinnaltaan erinomaisesti pehmustettu auttamaan tilanteissa, joissa joudutaan räjähdyksen uhriksi. Yritämme saada hankittua yhden Neosteel-kypärän Suomeen, jotta voimme kertoa siitä enemmän ja esitellä sitä.

Neosteel-kypärän ballistinen kuori on voitu pitää ohuena ja se omaa erinomaisen lujuuden ja sitkeyden yhdistelmän. Tämän voi havaita katsomalla Diamond Agen tekemää koeammuntavideota (ks. alla). Hyvä sitkeys takaa sen, että Neosteel on luotien rinnalla erinomainen myös sirpaleiden pysäyttämisessä. Se on kuulemma PASGT-kypärien tasolla suojan suhteen.

Neosteel on ominaisuuksien suhteen läpimurtokypärä ja omaa paljon hyviä ominaisuuksia, joista osa oli aikaisemmin toistensa poissulkevia. Jos tämä terästrendi yltyy maailmalla ja komposiittimafia ei onnistu sitä pilaamaan, voi tulevaisuus olla hyvin metallipitoinen. Komposiitti voi jäädä täten välivaiheen kypäräksi, jotka sotiminen osoitti liian päävamma-alttiiksi.

Teräs on terästä ja muut tulee perästä

Moderni metallurgia ja nanoteknologia on tuonut metalleihin uutta eloa ballistisina suojamateriaaleina. Moderni teräskypärä on ballistisilta ominaisuuksiltaan aivan eri luokkaa, kuin maailman sotien aikaiset sisarensa. Ne ovat hyviä sekä luoteja, että sirpaleita vastaan. Mekaanisten aineominaisuuksien suhteen on päästy parempaan kompromissiin.

Polymeeriteknologian nanomittakaavan kehitystäkään ei sovi unohtaa, siellä voi hyvinkin olla tulevaisuuden metallien kilpakumppani tai päihittäjä. Kukaan ei myöskään sitä kiellä, etteikö komposiittikypärissä päästäisi yhä alhaisempiin kuoren pullistumatasoihin. Komposiittikypärät kehittyvät joka päivä ja niillä on oma paikka taistelijan pään suojauksessa.

Polymeerikuitujen käyttö kankaina ballistisessa suojassa omaa aina traumaan liittyvän ongelman. Polymeerikuitukomposiittikypärillä yksi suurimpia energian absorptiomekanismeista on kangaskerroksien hallittu irtaantuminen toisistaan eli delaminaatio. Tämä voi johtaa erittäin suuriin kuoren pullistumatasoihin ja päävammoihin. Metallikypärät tekevät saman pysäytystyön huomattavasti alhaisemmalla muodonmuutoksella, koska ne ovat bulkkimateriaaleja.

Metallikypärät ovat hyviä reunaosumia vastaan, siinä missä komposiitit eivät ole. Tämä tuli todistettua taannoin Suomen Sotilaan suorittamissa koeammunnoissa valituille ballistisille suojakypärille. Emme ole vielä ehtineet raportoida tästä rupeamasta, mutta sakottakoon, että teräksinen SSSh-94 Sfera-S pärjäsi parhaiten, sitten tuli STSh-81 titaani Sfera. Huonoiten pärjäsi komposiittikypärä. Mainittakoon että emme saanet penetraatiota tai ylipäätään jälkeäkään aikaiseksi ampumalla .357 Magnumilla teräs Sferan levyä noin senttimetrin päähän reunasta. Samanlainen osuma teki rumaa jälkenä komposiitille. Lisäksi yhdeksän millinen yli 400 m/s nopeuksilla ammuttuna noin kaksi tai kolme senttimetriä komposiitin reunasta johti läpäisyyn ja luodin kääntymiseen alaspäin. Tämä osuma tuli suoraan otsaan ja luoti olisi mennyt nenästä sisään ja kitalaesta ulos.

Moni varmasti muistaa, mitä sanoimme Suomen Sotilaan numerossa 6 / 2016. Se meni näin: ”teräs on terästä ja muut tulee perästä”. Näin se vaan alkaa olemaan. Mielenkiintoista on nähdä Venäjän vastaus USA:n kehitykselle. Vai onko venäjällä komposiittimafia purrut lopullisesti?

Voit ostaa jutussa mainitut Suomen Sotilas -lehden aikaisemmat numerot pdf-tiedostoina verkkokaupastamme:

Suomen Sotilas 1/2016

  • Suomen Sotilas 1/2016
  • 15.02.2016
  • 96 pages

Suomen Sotilas 6/2016

 

Avainsanat: , , ,

Share This