Zespół
dr hab. inż. Marcin H. Struszczyk - kierownik zespołu
mgr inż. Dorota Zielińska
dr inż. Karolina Olszewska
dr inż. Bogumiła Deczyk-Olejniczak
dr inż. Joanna Kozłowska
mgr inż. Łukasz Wierzbicki
prof. dr hab. inż. Marcin Leonowicz

Istota wynalazku

Powszechnie znane i stosowane są płyty balistyczne ratujące życie lub ograniczające skutki urazu użytkownika po niepenetrującym trafieniu pociskiem z broni palnej. W przypadku niepenetrującego ostrzału, osłona balistyczna ulega ugięciu powodując generowanie urazu narządów wewnętrznych (często śmiertelnych). Ponieważ płyty balistyczne są ciężkie i kosztowne, istotną kwestią jest zapewnienie odpowiedniego zabezpieczenia oraz komfortu użytkowania bez zwiększania obciążenia fizjologicznego.

Istota rozwiązania polega na opracowaniu lekkiej i elastycznej konstrukcji, silnie absorbującej energię co wpływa na zmniejszenie chwilowego ugięcia płyty balistycznej po ostrzale.

Podkładka antyugięciowa ma postać elastycznej płyty wykonanej z ultralekkiego materiału elastomerowego z nano- lub mikrosferami, w formie zawierającej wewnętrzną zamkniętą komorę, przy czym jedna zewnętrzną strona płyty jest gładka, natomiast druga uformowana jest w postaci szeregu występów, równomiernie rozłożonych na całej powierzchni (układ ściętych ostrosłupów równomiernie rozłożonych na całej powierzchni).

Podkładka zawiera ciecz dylatacyjną, która jedynie w czasie uderzenia pocisku zachowuje się jak ciało stałe. Gdy działanie siły ustaje materiał ponownie staje się cieczą. Zmiana jest szybka i całkowicie odwracalna. Ciekły składnik zapewnia elastyczność podkładki oraz, jednocześnie, jej usztywnienie w momencie bezpośredniego zagrożenia. Odpowiednio wprowadzony dodatek mikrosfer oraz cieczy dylatacyjnej, zawierającej nanocząstki krzemionki, pozwala na obniżenie do 70% dynamicznej deformacji (chwilowego ugięcia) osłony balistycznej w stosunku do standardowych osłon kompozytowych z podkładem miękkim, co niweluje ryzyko powstania urazu tępego za osłoną balistyczną (behind armour blunt trauma ; BABT).

Opracowane rozwiązanie zostało zweryfikowane w szerokim zakresie wymagań użytkowych opisanych w normie PN-V-87000:2011 oraz w badaniach przyspieszonego starzenia określającego stabilność cech użytkowych oraz bezpieczeństwa w czasie symulowanego użytkowania i przechowywania wyrobów.
Należy zauważyć, że przedmiotowe rozwiązanie ma wysoki potencjał aplikowalności w obszarach środków ochrony indywidualnych, tzn.: jako środki ochrony osobistej integrowane do ubrań stosowanych w zawodach o wysokim ryzyku uszczerbku zdrowia i życia (np. górnictwo, hutnictwo, oddziały ratownictwa, itp.) oraz rynku ochraniaczy sportowych, co znacząco (ponad 10-krotnie) zwiększa docelowy rynek w ujęciu aplikacyjnym oraz ekonomicznym.

Rozwiązanie powstało w pełnej współpracy ITB MORATEX z Politechniką Warszawską.

Badania były wspótfinansowane w ramach projektu nr WND-POIG.01.01.01 -00-005/09 "Inteligentne pancerze pasywne z zastosowaniem cieczy reologicznych ze strukturami nano", przez Unię Europejską z Europejskiego Funduszu Regionalnego w ramach Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka (2007-2013), oś priorytetowa 1: Badania i rozwój nowoczesnych technologii, działanie 1.3: Wsparcie projektów B+R na rzecz przedsiębiorców realizowanych przez jednostki naukowe, podziałanie 1.3.1: Projekty rozwojowe.

Projekt realizowany był przez Instytut Technologii Bezpieczeństwa „MORATEX", Politechnikę Warszawską, Wojskowy Instytut Techniczny Uzbrojenia.

Korzyści

Korzyści wymierne i niewymierne:
- po wdrożeniu rozwiązania przewiduje się przychód w ujęciu rocznym w wysokości 532,8 tyś. PLN z szacowanym min. wzrostem rocznym od 6,9% do 7,7% oraz zwiększenie zatrudnienia (szacowane przy nowej linii technologicznej na 5 -10 os. personelu wysoko wykwalifikowanego)
- możliwość rozszerzenia o inne obszary zastosowań
- zwiększenie innowacyjności przedsiębiorstwa wdrażającego rozwiązanie, a także przedsiębiorstw uczestniczących w potencjalnym łańcuchu dostaw
- poprawa bezpieczeństwa funkcjonariuszy służb operujących w obszarze bezpieczeństwa wewnętrznego, jak i odczucie bezpieczeństwa społecznego
- ograniczone zużycie surowców (obniżenie masy wyrobu) oraz zużycie energii w procesie wytwarzania - technologia co najmniej neutralna dla środowiska
- nowe zasoby wiedzy w zakresie projektowania nowoczesnych rozwiązań materiałowych i konstrukcyjnych opartych o materiały balistyczne i niebalistyczne, w tym także w zakresie oceny zagrożeń wynikających z efektu BABT

Potencjał komercjalizacji

Potencjał komercjalizacji opracowanego rozwiązania obejmuje zgłoszony do ochrony wynalazek, której zakres ochronny zostanie rozszerzony o status EPO oraz pełna dokumentacja know-how dotycząca procesu wytwarzania, jakościowania oraz zdefiniowanych warunków przechowywania i użytkowania. Wygenerowany potencjał komercjalizacyjny pozwala na wdrożenie rozwiązania w krajowych przedsiębiorstwach, głównie SME, stanowiących część łańcuch dostawców dla dużych producentów środków ochrony osobistej.

Potencjał komercjalizacyjny rozwiązania został oszacowany w procesie wyceny wartości know-how praw własności przemysłowej i technologii. Niezależni eksperci dokonali wyceny metodą opłat licencyjnych oraz metodą zdyskontowanych przepływów pieniężnych w podejściu dochodowym. W ramach wyceny eksperckiej określono wielkość potencjalnego rynku na minimum 1750 szt/rocznie co przenosi się na przychody o wartości minimum 532,8 tyś PLN z możliwością rozszerzenia zakresu aplikacji.