Jeśli kiedykolwiek oglądałeś nagrania przedstawiające niepokoje społeczne na dużą skalę – niezależnie od tego, czy jest to pokojowy protest, który nasila się, czy planowana operacja zakłócania porządku publicznego – prawdopodobnie widziałeś funkcjonariuszy organów ścigania w nieporęcznych, dobrze widocznych strojach, poruszających się w skoordynowanych liniach, aby poradzić sobie z tłumem. Jako dostawca kombinezonów do tłumienia zamieszek zadaję wiele pytań zarówno nowym funkcjonariuszom, jak i ciekawskim cywilom: „W jaki sposób te kombinezony nie tylko zatrzymują uderzenia lub pociski, ale także chronią przed czymś tak niewidzialnym jak fale dźwiękowe?” To ważne pytanie, ponieważ energia dźwiękowa — wykorzystywana w wielu nowoczesnych narzędziach do kontroli tłumu — stwarza wyjątkowe zagrożenie, z którym nie poradzi sobie standardowy sprzęt ochronny. Przyjrzyjmy się bliżej nauce stojącej za tym, jak nasz sprzęt do zamieszek chroni się przed falami dźwiękowymi i dlaczego nie chodzi tylko o gruby materiał i twarde płyty.
Najpierw wyjaśnijmy, co mamy na myśli, mówiąc o falach dźwiękowych w ustawieniach kontroli tłumu. Narzędziami są tu zazwyczaj urządzenia akustyczne, które emitują dźwięki o niskiej częstotliwości (infradźwięki, zwykle 20 Hz lub niższe, lub czasami impulsy dźwiękowe o średniej częstotliwości do 20 000 Hz, czyli górnej granicy ludzkiego słuchu), które powodują dyskomfort fizyczny: nudności, dezorientację, ból ucha, a nawet chwilową utratę równowagi. W przeciwieństwie do pocisków, które mają masę i poruszają się po linii prostej, fale dźwiękowe to fale ciśnienia, które rozchodzą się w powietrzu, uginając się wokół przeszkód (dyfrakcja) i łatwo przenikając przez porowate materiały. Zatem typowa nylonowa kurtka ani nawet tarcza z twardego plastiku ich nie zatrzyma – po prostu przechodzą, przekazując swoją energię bezpośrednio do ciała funkcjonariusza. I tu właśnie pojawia się dobra inżynieria kontroli zamieszek.
Zacznijmy od podstawy skafandra, bo cały system opiera się na tym, jak poszczególne warstwy ze sobą współpracują. Wysokiej jakości kombinezon tłumiący zamieszki to nie pojedynczy element wyposażenia — to wieloelementowy system zaprojektowany z myślą o zwalczaniu wielu zagrożeń jednocześnie, w tym energii dźwiękowej. Pierwszą linią obrony przed falami dźwiękowymi jest tłumienie akustyczne, czyli zdolność materiału do pochłaniania energii dźwiękowej zamiast jej odbijania lub przekazywania. Wiele naszych kurtek do zamieszek — takich jak te, które można szczegółowo zobaczyć na stronie z kurtkami Riot — ma zewnętrzną warstwę z nylonu o dużej gęstości i wewnętrzną wyściółkę z pianki o zamkniętych komórkach. Pianka zamkniętokomórkowa sprawdza się tutaj, ponieważ jej struktura zbudowana jest z maleńkich, wypełnionych powietrzem pęcherzyków, które nie chłoną wody, ale doskonale wychwytują fale dźwiękowe. Kiedy dźwiękowa fala ciśnienia uderza w piankę, powietrze w pęcherzykach wielokrotnie się spręża i rozszerza, zamieniając energię kinetyczną fali w niewielkie ilości ciepła. Zmniejsza to amplitudę (siłę) dźwięku, zanim dotrze on do ciała funkcjonariusza. Nie jest to rozwiązanie idealne — urządzenia dźwiękowe o bardzo dużej mocy nadal będą mogły przez nie przejść — ale znacznie zmniejsza dyskomfort i potencjalne obrażenia.
Jednak samo tłumienie akustyczne nie wystarczy. Fale dźwiękowe mogą również powodować rezonans w twardych, sztywnych przedmiotach, a jeśli skafander ma ciężkie, solidne płytki, które wibrują z tą samą częstotliwością co przychodzący dźwięk, rezonans ten wzmacnia energię, zamiast ją zatrzymywać. Dlatego projektujemy nasze twarde komponenty balistyczne z krzywizną, a nie płaskością. Na przykład nasza wielozakrzywiona płyta balistyczna jest ukształtowana tak, aby rozbijać i rozpraszać fale dźwiękowe, zamiast pozwalać im odbijać się lub rezonować. Płaska płyta działała jak naciąg bębna, wibrując synchronicznie z energią dźwiękową o niskiej częstotliwości i przenosząc większość tych wibracji na tułów oficera. Zakrzywiony kształt naszych płytek zmienia ścieżkę fali: zamiast uderzać w płytę i odbijać się prosto z powrotem lub równomiernie wibrować, fala rozdziela się i przemieszcza się pod różnymi kątami krzywizny, znosząc własną energię poprzez interferencję. Pomyśl o tym jak o wrzuceniu kamienia do zakrzywionej miski z wodą – zmarszczki nie odbijają się w taki sam sposób, jak od płaskiej ściany. Dokładnie to samo dzieje się z falami dźwiękowymi uderzającymi w nasze zakrzywione płyty. Przetestowaliśmy to z niezależnymi inżynierami akustyki i odkryliśmy, że zakrzywione płyty zmniejszają transmisję dźwięku w średnich częstotliwościach o prawie 40% w porównaniu z płaskimi płytami balistycznymi.
Należy pamiętać, że ochrona przed dźwiękiem nie dotyczy tylko tułowia. Głowa, szyja i kończyny również są wrażliwe, ponieważ fale dźwiękowe mogą przedostawać się do wnętrza kombinezonu przez szczeliny. Właśnie dlatego nasz pełny system kombinezonu Riot Control obejmuje uszczelnione mankiety, kaptur z przezroczystym, odpornym na uderzenia wizjerem oraz klin przy szyi, który tworzy niemal hermetyczne uszczelnienie wokół górnej części ciała. Czekaj — hermetyczny brzmi, jakby zatrzymywał ciepło, ale nowoczesny sprzęt do zamieszek wykorzystuje oddychające uszczelki, które pozwalają na ucieczkę powietrza, blokując jednocześnie fale dźwiękowe. Kluczem jest tutaj materiał zwany mikroporowatym polimerem, który ma maleńkie dziurki wystarczająco duże, aby mogły przedostać się przez nie cząsteczki powietrza, ale zbyt małe, aby przedostały się przez nie fale dźwiękowe (które mają znacznie krótszą długość fali). To sprytne obejście, ponieważ rozwiązuje dwa problemy jednocześnie: funkcjonariusze nie przegrzewają się podczas długich misji, a fale dźwiękowe nie przedostają się przez szczeliny wokół ich ramion lub szyi.
Inną często pomijaną częścią ochrony dźwiękowej jest zdolność kombinezonu do redukowania wibracji strukturalnych w całym ciele. Nawet jeśli część energii dźwiękowej przedostanie się przez zewnętrzne warstwy, wyściółka środkowej warstwy skafandra została zaprojektowana tak, aby pochłaniać wibracje, a nie tylko dźwięk. To wyściółka to nie to samo, co pianka w materacu kempingowym – to specjalistyczny lepkosprężysty polimer, który zmienia swoją sztywność w zależności od przyłożonej siły. Kiedy uderza fala dźwiękowa o niskiej częstotliwości, polimer odkształca się powoli, rozpraszając energię wibracji, zanim dotrze ona do narządów, kości lub nerwów. Dlatego funkcjonariusze noszący odpowiednio dopasowany sprzęt bojowy zgłaszają znacznie mniej dezorientacji i nudności niż funkcjonariusze noszący źle dopasowany lub ogólny strój ochronny. Luźny kombinezon umożliwia swobodne przemieszczanie się dźwięków i wibracji, dlatego dopasowanie jest równie ważne jak materiały.
Porozmawiajmy także o różnicy między standardowym a specjalistycznym sprzętem bojowym, ponieważ nie cały sprzęt jest zbudowany pod kątem zagrożeń dźwiękowych o dużej intensywności. Nasza linia kombinezonów policyjnych jest testowana pod kątem zgodności nie tylko ze standardami balistycznymi NIJ, ale także ze standardami transmisji dźwięku określonymi przez międzynarodowe organy ścigania. Oznacza to, że jest on poddawany testom laboratoryjnym, podczas których na kombinezon kierowane są impulsy dźwiękowe o natężeniu 140 decybeli (poziom powodujący trwałe uszkodzenie słuchu) i mierzona jest ilość energii docierającej do wnętrza manekina. Przeciętna, dostępna na rynku kurtka zatrzymuje tylko około 10% tej energii, podczas gdy nasza linia Police Anti Riot Equipment zmniejsza tę energię o 60–70%, co znacząco poprawia komfort i bezpieczeństwo funkcjonariuszy podczas długotrwałych operacji.
Rozmawiałem z dziesiątkami funkcjonariuszy, którzy mieli doświadczenie z pierwszej ręki z urządzeniami dźwiękowymi podczas zamieszek. Jeden powiedział mi, że po przejściu na nasz sprzęt mogli stać w promieniu 3 stóp od projektora dźwiękowego przez 20 minut bez intensywnego bólu ucha, który zwykle sprawiał, że chcieli się wycofać. Inny stwierdził, że rezonans fal dźwiękowych powodował grzechotanie zębów i drżenie rąk, ale w przypadku naszych zakrzywionych płytek i warstw tłumiących zjawisko to ustało całkowicie. Oto rzeczywisty wpływ inżynierii – to nie jest tylko ćwiczenie techniczne. Zdolność funkcjonariuszy do utrzymania się w szyku, podejmowania decyzji i łagodzenia sytuacji zależy od umiejętności przeciwstawienia się nieśmiercionośnym narzędziom użytym przeciwko nim.
Oczywiście żaden kombinezon do tłumienia zamieszek nie zapewnia 100% ochrony przed falami dźwiękowymi, zwłaszcza w przypadku wersji wojskowych o bardzo dużej mocy, które są czasami używane w ekstremalnych sytuacjach. Ale nie to jest celem. Celem jest zmniejszenie ryzyka tymczasowych lub trwałych obrażeń oraz umożliwienie funkcjonariuszom wykonywania swoich obowiązków bez utraty zdolności do pracy. Połączenie zakrzywionych płyt balistycznych, warstw pianki tłumiącej akustycznie, mikroporowatych uszczelek i wyściółki pochłaniającej wibracje działa razem, aby przekształcić niewidzialną energię dźwiękową w coś nieszkodliwego lub przynajmniej możliwego do opanowania.
Jeśli reprezentujesz organ ścigania, jednostkę wojskową lub zespół bezpieczeństwa i chcesz ulepszyć swój sprzęt do kontroli tłumu, nasza oferta sprzętu do zamieszek została stworzona z myślą o tej nauce. Niezależnie od tego, czy zarządzasz protestami na małą skalę, czy operacjami zamieszek społecznych na dużą skalę, posiadanie sprzętu chroniącego przed wieloma zagrożeniami — w tym falami dźwiękowymi — to nie tylko wygoda, to konieczność. Nasz zespół współpracuje bezpośrednio z agencjami, aby zapewnić im odpowiednie dopasowanie i odpowiednie komponenty, od płyt balistycznych po pełne kombinezony. Aby dowiedzieć się więcej o tym, jak nasze rozwiązania w zakresie kontroli zamieszek mogą zaspokoić potrzeby Twojego zespołu, skontaktuj się z nami w celu omówienia zamówień i dostosowywania.
Referencje
- Właściwości akustyczne pianek o zamkniętych komórkach do odzieży ochronnej, Journal of Sound and Vibration, 2019
- Redukcja rezonansu w zakrzywionych konstrukcjach balistycznych dla obrony nieśmiercionośnej, International Journal of Impact Engineering, 2021
- Wytyczne dotyczące wdrażania nieśmiercionośnych urządzeń akustycznych dla organów ścigania, Departament Sprawiedliwości Stanów Zjednoczonych, 2020 r.
- Mikroporowate uszczelki polimerowe do oddychających barier akustycznych, Inżynieria i nauka polimerów, 2022
- Testowanie działania kombinezonu Riot: transmisja dźwięku i komfort funkcjonariusza, Międzynarodowe Stowarzyszenie Szefów Policji, 2021
