Korynckie używane były jeszcze przez greckich piechurów zwanych hoplitami. Mające ponad tysiąc lat szyszaki znaleziono m.in. w Gnieźnie. Hiszpańscy konkwistadorzy używali bardzo charakterystycznych hełmów garnczkowych.
Ochrona głowy od zawsze była priorytetem dla żołnierzy. Jednak dawne hełmy były ciężkie, niewygodne i często ograniczały pole widzenia. Nowoczesne, w tym te opracowane w Łodzi, ważą mniej niż półtora kilograma (to waga porównywalna z hełmami używanymi m.in. przez armię brytyjską). I choć nie mają w sobie ani grama metalu, są w stanie wytrzymać znacznie więcej niż ich starsze odpowiedniki: precyzyjne strzały oddane z najnowocześniejszych pistoletów i karabinów.
Dziś wytwarzanie hełmów w niczym nie przypomina pracy kowali. Kuźnie zostały zastąpione przez nowoczesne laboratoria. – Projektując hełm, na początku badaliśmy wytrzymałość różnych materiałów nadających się do produkcji osłon balistycznych, m.in. aramidu polietylenu, polipropylenu. By nie generować kosztów, robiliśmy to na małych, płaskich próbkach – opowiada doktor inżynier Marzena Fejdyś, kierownik Zakładu Materiałów Kompozytowych, będąca również szefem zespołu pracującego nad tym wynalazkiem. Sprawdzanie odporności balistycznej odbywa się za pomocą specjalnego stanowiska badawczego, w skład którego wchodzi m.in. lufa balistyczna, miotająca pociski poruszające się z prędkością nawet do 760 metrów na sekundę (715 m/s wynosi prędkość początkowa pocisku wystrzelonego z karabinu AK 47). Po tych testach wybrano dwa materiały, z których powinien być zbudowany dobry hełm: włókna z aramidu będącego poliamidem z pierścieniami aromatycznymi i z polietylenu o ultrawysokiej masie cząsteczkowej.
Stworzenie kompozytu hybrydowego (czyli połączenia materiałów różniących się właściwościami fizykochemicznymi) było konieczne. Choć polietylen charakteryzuje się wysoką odpornością na uderzenia pocisków i odłamków, to jego wysoka odkształcalność powoduje ryzyko urazów głowy nawet wtedy, gdy nie dochodzi do przebicia hełmu przez pocisk. Inżynierowie stanęli przed problemem połączenia materiałów włóknistych o różnej postaci, które nie powinny być poddawane ogrzaniu do więcej niż 130 stopni Celsjusza (polietylen) i takich, które zaczynają łączyć się z innymi w 170 stopniach Celsjusza (aramid). – Dlatego najpierw nadajemy odpowiedni kształt (czerep hełmu) aramidowi, a później zmieniając matrycę formy, tworzymy czerep z dodatkową kompozytową warstwą polietylenu. Cała sztuka polega na użyciu odpowiednich substancji w procesie prasowania aramidu, tworzących „warstwę kleju” pozwalającą na połączenie obu części – wyjaśnia doktor Fejdyś.
Reklama
By uzyskać odpowiedni efekt, przez trzy lata trwania projektu finansowanego z Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka stworzono 300 hełmów testowych. Jako że gwarancja na produkt wynosi 5 lat, trzeba je było poddać procesowi przyspieszonego i naturalnego starzenia. I tak np. hełm przez miesiące utrzymywano w temperaturze 70 stopni Celsjusza i podwyższonej wilgotności, a dopiero później sprawdzano jego właściwości balistyczne. Stworzono też warunki, w których prototyp przez rok był bezpośrednio narażony na działanie rzeczywistych warunków atmosferycznych: słońca, śniegu, deszczu. Trudno się dziwić takim testom – finalny produkt ma zachować właściwości w temperaturach od minus 40 do plus 50 stopni Celsjusza. Co ważne, spełnia on wymagania nie tylko polskiej normy, ale również znacznie wyższe wymagania balistyczne określone przez wymagania amerykańskie.
Jednym z kluczowych elementów przy produkcji tego typu wyposażenia są testy balistyczne. Hełm podzielony jest na kilkanaście sektorów i w każdy z nich musi być oddany strzał w warunkach jak najbardziej symulujących warunki rzeczywiste. Wyniki muszą się zmieścić w zdefiniowanych wymaganiach.
Opracowany w Łodzi hełm zgłoszono w polskim urzędzie patentowym. Jednak instytut, choć podlega Ministerstwu Spraw Wewnętrznych, musi sam finansować swoją działalność. I dlatego zgłoszenie patentu to dopiero początek. Drogi do zdobycia środków finansowych są w przypadku tej instytucji dwie: projekty badawczo-rozwojowe (np. z Narodowego Centrum Badań i Rozwoju lub Narodowego Centrum Nauki) lub komercjalizacja wynalazków. Ta druga jest przez inżynierów z Morateksu wybierana bardzo często. – My nie możemy pozwolić sobie na to, by nasze wynalazki trafiały na półkę. Po prostu nie stać nas na to – stwierdza doktor habilitowany Marcin Struszczyk, zastępca dyrektora Instytutu Moratex do spraw naukowych.
Dlatego naturalne było to, że technologia tworzenia hybrydowego hełmu została wyceniona metodą zaktualizowanych przepływów pieniężnych (DCF) na podstawie wpływu z opłaty licencyjnej. Upraszczając, można powiedzieć, że chodzi o oszacowanie kwoty, jaką przedsiębiorca po uzyskaniu zysku z produkcji może zapłacić wynalazcom od każdego sprzedanego hełmu. Niezależny ekspert uznał, że wielkość polskiego rynku to minimum tysiąc sztuk rocznie (chodzi głównie o służby podległe MSW, odpowiedzialne za bezpieczeństwo wewnętrzne, a nie o wojsko), co oznacza, że zyski ze sprzedaży mogą wynieść ponad 100 tys. zł rocznie. A teraz najważniejsza wiadomość: technologia już została kupiona przez specjalizującą się w sprzęcie ochronnym firmę PSO Maskpol, która wchodzi w skład Polskiego Holdingu Obronnego.
– Przy sprzedaży wszelkich licencji zawsze stawiamy wymóg, że produkcja musi się rozpocząć najpóźniej sześć miesięcy od daty zakupu – mówi doktor Struszczyk. – W przypadku gdy przedsiębiorca nie wypełni tego zobowiązania, znów stajemy się właścicielem licencji, a pieniądze, które uzyskaliśmy za jej sprzedaż, zostają na naszym koncie – dodaje naukowiec.
Chęć stworzenia czegoś praktycznego i umiejętność komercjalizacji wydaje się podstawową różnicą między łódzką placówką a wieloma innymi instytucjami zajmującymi się nauką w Polsce. W tym miejscu nie tworzy się półkowników, czyli wynalazków, które mają trafić na półkę w gablocie i pięknie wyglądać. Tutaj oczywiste jest, że wynalazek musi mieć duże szanse na komercjalizację i posiadać praktyczne zastosowanie – np. chronić głowę. Bo o chodzeniu z głową w chmurach w Morateksie nie ma mowy.